Gigtarfræði og eindrægniHPMC/HPSFlókið
Lykilorð: hýdroxýprópýl metýlsellulósa; hýdroxýprópýl sterkju; gigtarfræðilegir eiginleikar; eindrægni; efnafræðileg breyting.
Hýdroxýprópýl metýlsellulósa (HPMC) er fjölsykra fjölliða sem almennt er notuð við framleiðslu á ætum filmum. Það er mikið notað á sviði matvæla og lyfja. Kvikmyndin hefur góða gagnsæi, vélræna eiginleika og olíuhindranir. Hins vegar er HPMC hitaframkallað hlaup, sem leiðir til lélegrar vinnsluárangurs þess við lágt hitastig og mikillar framleiðsluorkunotkunar; að auki takmarkar dýrt hráefnisverð þess víðtæka notkun þess, þar með talið lyfjasviðið. Hýdroxýprópýl sterkja (HPS) er ætlegt efni sem er mikið notað á sviði matvæla og lyfja. Það hefur mikið úrval af heimildum og lágt verð. It is an ideal material to reduce the cost of HPMC. Moreover, the cold gel properties of HPS can balance the viscosity and other rheological properties of HPMC. , til að bæta vinnsluafköst þess við lágt hitastig. Að auki hefur HPS æt filma framúrskarandi súrefnishindranir, þannig að hún getur verulega bætt súrefnishindranir HPMC ætrar filmu.
HPS var bætt í HPMC til að blanda saman og HPMC/HPS kalt og heitt afturfasa hlaupasambandskerfi var smíðað. Fjallað var um áhrifalögmál eiginleika, víxlverkunarkerfi HPS og HPMC í lausn, samhæfni og fasaskipti efnasambandakerfisins voru rædd og sambandið milli gigtareiginleika og uppbyggingar efnasambandakerfisins komið á fót. Niðurstöðurnar sýna að efnasambandskerfið hefur mikilvægan styrk (8%), undir mikilvægum styrk, HPMC og HPS eru til í sjálfstæðum sameindakeðjum og fasasvæðum; fyrir ofan mikilvægan styrk myndast HPS fasinn í lausninni sem hlaupstöðin. Örhlaupsbyggingin, sem er tengd með því að fléttast saman HPMC sameindakeðjur, sýnir svipaða hegðun og fjölliða bráðnar. Rheological eiginleikar efnasambandskerfisins og efnasambandshlutfallið samræmist lógaritmískri summan reglunni og sýna ákveðið jákvætt og neikvætt frávik, sem gefur til kynna að íhlutirnir tveir hafi góða eindrægni. Samsetta kerfið er samfelld fasadreifð fasa „sjó-eyja“ uppbygging við lágan hita og samfelld fasabreyting á sér stað við 4:6 með lækkun á hlutfalli HPMC/HPS efnasambanda.
Sem mikilvægur þáttur í matvælum geta matvælaumbúðir komið í veg fyrir að matvæli skemmist og mengist af utanaðkomandi þáttum í ferlinu við dreifingu og geymslu, og lengt þannig geymsluþol og geymslutíma matvæla. Sem ný tegund af matvælaumbúðaefni sem er öruggt og æt, og jafnvel hefur ákveðið næringargildi, hefur æt filma víðtæka notkunarmöguleika í matvælaumbúðum og varðveislu, skyndibita- og lyfjahylki og hefur orðið rannsóknarreitur í núverandi matvælum. umbúðir tengdar sviðum.
HPMC/HPS samsett himnan var útbúin með steypuaðferð. Samhæfni og fasaaðskilnaður samsetta kerfisins var kannaður frekar með skönnun rafeindasmásjár, kraftmikilli varmavélrænni eignagreiningu og hitaþyngdarmælingu og vélrænni eiginleikar samsettu himnunnar voru rannsakaðir. og súrefnisgegndræpi og aðrir himnueiginleikar. Niðurstöðurnar sýna að ekkert augljóst tveggja fasa viðmót er að finna í SEM myndum allra samsettra filma, það er aðeins einn glerbreytingarpunktur í DMA niðurstöðum flestra samsettu filmanna og aðeins einn hitauppstreymi niðurbrotstoppur kemur fram í DTG kúrfunum af flestum samsettu kvikmyndunum. HPMC hefur ákveðna eindrægni við HPS. Að bæta HPS við HPMC bætir verulega súrefnishindrunareiginleika samsettu himnunnar. Vélrænni eiginleikar samsettu himnunnar eru mjög breytilegir með blöndunarhlutfalli og hlutfallslegu rakastigi umhverfisins, og sýna krosspunkt, sem getur veitt viðmiðun fyrir hagræðingu vöru fyrir mismunandi notkunarkröfur.
Smásæ formgerð, fasadreifing, fasaskipti og önnur örbygging HPMC/HPS efnasambandskerfisins voru rannsökuð með einfaldri joðlitun ljóssmásjárgreiningu og gagnsæi og vélrænni eiginleikar efnasambandskerfisins voru rannsakaðir með útfjólubláum litrófsmæli og vélrænni eiginleikaprófara. Sambandið milli smásjárformlegrar formfræðilegrar uppbyggingar og stórsæislegrar alhliða frammistöðu HPMC/HPS efnasambandakerfisins var staðfest. Niðurstöðurnar sýna að mikill fjöldi mesófasa er til staðar í efnasambandskerfinu, sem hefur góða samhæfni. Það er fasabreytingarpunktur í efnasambandskerfinu og þessi fasaskiptapunktur hefur ákveðið efnasambandshlutfall og háð lausnarstyrk. Lægsti gagnsæi efnasambandskerfisins er í samræmi við fasaskiptapunkt HPMC frá samfelldum fasa í dreifðan fasa og lágmarks togstuðul. Young's stuðull og roflenging minnkaði með aukningu á styrk lausnarinnar, sem hafði orsakatengsl við umskipti á HPMC frá samfellda fasanum yfir í dreifða fasa.
Rheometer var notaður til að rannsaka áhrif efnafræðilegrar breytinga á HPS á gigtareiginleika og hlaupeiginleika HPMC/HPS kalt og heitt öfugfasa hlaupefnasambandakerfisins. Getu og fasaskipti voru rannsökuð og tengsl milli örbyggingar og gigtar- og hlaupeiginleika voru staðfest. Rannsóknarniðurstöðurnar sýna að hýdroxýprópýlering HPS getur dregið úr seigju efnasambandskerfisins við lágt hitastig, bætt vökva efnasambandslausnarinnar og dregið úr fyrirbæri þynningar á klippum; hýdroxýprópýlering HPS getur minnkað línulega seigju efnasambandskerfisins. In the elastic region, the phase transition temperature of the HPMC/HPS compound system is reduced, and the solid-like behavior of the compound system at low temperature and the fluidity at high temperature are improved. HPMC and HPS form continuous phases at low and high temperatures, respectively, and as dispersed phases determine the rheological properties and gel properties of the composite system at high and low temperatures. Bæði skyndilega breytingin á seigjuferli samsetta kerfisins og tan delta toppurinn í tapstuðlaferlinum koma fram við 45 °C, sem endurómar samsamfellda fasa fyrirbærið sem sést í joðlituðu smámyndunum við 45 °C.
Áhrif efnafræðilegrar breytinga á HPS á kristalla uppbyggingu og örskipting samsettu kvikmyndarinnar voru rannsökuð með synchrotron geislun smáhorns röntgengeisladreifingartækni og vélrænir eiginleikar, súrefnishindranir og hitastöðugleiki samsettu kvikmyndarinnar voru rannsökuð. rannsakað markvisst áhrif efnafræðilegrar uppbyggingarbreytinga samsettra íhluta á smágerð og stórsæja eiginleika samsettra kerfa. Niðurstöður synchrotron geislunar sýndu að hýdroxýprópýlering HPS og bætt samhæfni þessara tveggja þátta gæti hamlað verulega endurkristöllun sterkju í himnunni og stuðlað að myndun lausari sjálfslíkrar byggingar í samsettu himnunni. Stórsæir eiginleikar eins og vélrænir eiginleikar, hitastöðugleiki og súrefnisgegndræpi samsettra himnu HPMC/HPS eru nátengdir innri kristalla uppbyggingu þess og formlausu svæðisskipulagi. Sameinuð áhrif þessara tveggja áhrifa.
Fyrsti kafli Inngangur
Sem mikilvægur þáttur í matvælavörum getur umbúðaefni matvæla verndað matvæli gegn líkamlegum, efnafræðilegum og líffræðilegum skemmdum og mengun við dreifingu og geymslu, viðhaldið gæðum matarins sjálfs, auðveldað matvælaneyslu og tryggt mat. Langtíma geymsla og varðveisla og gefa matnum útlit til að laða að neyslu og fá verðmæti umfram efniskostnað [1-4]. Sem ný tegund af matvælaumbúðaefni sem er öruggt og æt, og jafnvel hefur ákveðið næringargildi, hefur æt filma víðtæka notkunarmöguleika í matvælaumbúðum og varðveislu, skyndibita- og lyfjahylki og hefur orðið rannsóknarreitur í núverandi matvælum. umbúðir tengdar sviðum.
Edible films are films with a porous network structure, usually obtained by processing natural edible polymers. Margar náttúrulegar fjölliður sem eru til í náttúrunni hafa hlaupeiginleika og vatnslausnir þeirra geta myndað vatnsgel við ákveðnar aðstæður, svo sem sumar náttúrulegar fjölsykrur, prótein, lípíð osfrv. Náttúrulegar byggingar fjölsykrur eins og sterkja og sellulósa, vegna sérstakrar sameindabyggingar þeirra með langkeðju helix og stöðugra efnafræðilegra eiginleika, geta hentað fyrir langtíma og ýmis geymsluumhverfi og hafa verið mikið rannsökuð sem æt filmumyndandi efni. Ætar filmur úr einni fjölsykru hafa oft ákveðnar takmarkanir á frammistöðu. Þess vegna, til þess að útrýma takmörkunum á ætum filmum af einum fjölsykrum, fá sérstaka eiginleika eða þróa nýjar aðgerðir, lækka vöruverð og auka notkun þeirra, eru venjulega notaðar tvær tegundir af fjölsykrum. Eða ofangreindar náttúrulegar fjölsykrur eru blandaðar til að ná fram áhrifum viðbótareiginleika. However, due to the difference in molecular structure between different polymers, there is a certain conformational entropy, and most polymer complexes are partially compatible or incompatible . Fasaformgerð og eindrægni fjölliða flókins mun ákvarða eiginleika samsetta efnisins. The deformation and flow history during processing have a significant impact on the structure. Þess vegna eru stórsæir eiginleikar eins og rheological eiginleikar fjölliða flóknu kerfisins rannsakaðir. Innbyrðis tengsl milli smásjárfræðilegra formgerða eins og fasaformfræði og eindrægni er mikilvægt til að stjórna frammistöðu, greiningu og breytingum á samsettum efnum, vinnslutækni, leiðbeina formúluhönnun og vinnsluvélahönnun og meta framleiðslu. Vinnsluárangur vörunnar og þróun og beitingu nýrra fjölliða efna hefur mikla þýðingu.
Í þessum kafla er farið ítarlega yfir rannsóknarstöðu og notkunarframvindu æts filmuefna; rannsóknaraðstæður náttúrulegra vatnsgella; tilgangur og aðferð við fjölliðablöndun og framfarir í rannsóknum fjölsykrublöndunar; gigtarrannsóknaraðferðin við blöndunarkerfi; Gigtareiginleikar og líkansmíði kalda og heita öfuga hlaupkerfisins eru greindir og ræddir, svo og mikilvægi rannsókna, rannsóknartilgangi og rannsóknum á innihaldi þessa pappírs.
1.1 Ætandi kvikmynd
Ætanleg filma vísar til þess að bæta við mýkiefnum og víxlbindandi efnum sem byggjast á náttúrulegum ætum efnum (eins og byggingarfjölsykrum, lípíðum, próteinum), með mismunandi millisameindasamskiptum, með blöndun, hitun, húðun, þurrkun, osfrv. Filman með porous net uppbygging sem myndast við meðferð. Það getur veitt ýmsar aðgerðir eins og valanlega hindrunareiginleika fyrir gasi, raka, innihaldi og ytri skaðlegum efnum, til að bæta skyngæði og innri uppbyggingu matvæla og lengja geymslutíma eða geymsluþol matvæla.
1.1.1 Þróunarsaga ætra kvikmynda
Þróun ætrar filmu má rekja aftur til 12. og 13. aldar. At that time, the Chinese used a simple method of waxing to coat citrus and lemons, which effectively reduced the loss of water in the fruits and vegetables, so that the fruits and vegetables maintained their original luster, thereby prolonging the shelf life of fruits and grænmeti, en hamlar óhóflega loftháðri öndun ávaxta og grænmetis, sem leiðir til gerjunarskerðingar ávaxta. In the 15th century, Asians had already started to make edible film from soy milk, and used it to protect food and increase the appearance of food [20]. Á 16. öld notuðu Bretar fitu til að húða yfirborð matvæla til að draga úr tapi á raka í matvælum. Á 19. öld var súkrósi fyrst notaður sem ætur húðun á hnetur, möndlur og heslihnetur til að koma í veg fyrir oxun og þránun við geymslu. Á þriðja áratug 20. aldar komu fram heitbráðnar paraffínfilmur í auglýsingum fyrir ávexti eins og epli og perur. Í lok 19. aldar er gelatínfilmum úðað á yfirborð kjötvara og annarra matvæla til varðveislu matvæla. Snemma á fimmta áratugnum hafði karnaubavax o.fl. verið gert að olíu-í-vatnsfleyti til að húða og varðveita ferska ávexti og grænmeti. Seint á sjötta áratugnum fóru rannsóknir á ætum kvikmyndum sem notaðar voru á kjötvörur að þróast og umfangsmesta og farsælasta dæmið er enema vörurnar sem unnar voru úr smáþörmum dýra í hlíf.
Síðan á sjötta áratugnum má segja að hugmyndin um ætar kvikmynd hafi aðeins verið raunverulega lagt til. Síðan þá hafa margir vísindamenn þróað með sér mikinn áhuga á ætum kvikmyndum. Árið 1991 notaði Nisperes karboxýmetýlsellulósa (CMC) á húðun og varðveislu banana og annarra ávaxta, öndun ávaxta minnkaði og blaðgrænutapinu seinkaði. Park o.fl. Árið 1994 tilkynnti árangursríkir hindrunareiginleikar zein próteinfilmu í O2 og CO2, sem bættu vatnstap, villingu og aflitun tómata. In 1995, Lourdin used dilute alkaline solution to treat starch, and added glycerin to coat strawberries for freshness, which reduced the water loss rate of strawberries and delayed spoilage . Baberjee bætti ætum kvikmyndaeiginleikum árið 1996 með örstærð og ultrasonic meðferð á kvikmyndamyndandi vökvanum, þannig að agnastærð filmu-myndunarvökvans var verulega minnkuð og einsleitt stöðugleiki fleyti var bættur. Árið 1998, Padettett o.fl. Bætti lýsósím eða nisíni við sojabaunaprótein ætar filmu og notaði það til að vefja mat og kom í ljós að vöxtur mjólkursýru baktería í matvælum var í raun hindrað [30]. Árið 1999, Yin Qinghong o.fl. Notað bývax til að búa til filmuhúðunarefni til varðveislu og geymslu epla og annarra ávaxta, sem gætu hindrað öndun, komið í veg fyrir rýrnun og þyngdartap og hindrað innrás örveru.
Í mörg ár hafa maísbökunarbikar fyrir ísumbúðir, límandi hrísgrjónapappír fyrir sælgætisumbúðir og tófúhúð fyrir kjötrétti dæmigerðar ætar umbúðir. But commercial applications of edible films were virtually non-existent in 1967, and even wax-coated fruit preservation had very limited commercial use. Fram til ársins 1986 fóru nokkur fyrirtæki að útvega ætar kvikmyndavörur og árið 1996 voru ætar kvikmyndafyrirtæki orðnar meira en 600. Um þessar mundir hefur notkun ætrar filmu í varðveislu matvælaumbúða farið vaxandi og hefur náð árstekjur meira en 100 milljónir Bandaríkjadala.
1.1.2 Eiginleikar og gerðir matarfilma
Samkvæmt viðeigandi rannsóknum hefur æt filma eftirfarandi framúrskarandi kosti: æt kvikmynd getur komið í veg fyrir hnignun og rýrnun matvæla af völdum gagnkvæms flæðis mismunandi matvælaefna; sumir ætur filmuhlutir sjálfir hafa sérstakt næringargildi og heilsugæsluvirkni; æt kvikmynd hefur valfrjálsa hindrunareiginleika fyrir CO2, O2 og öðrum lofttegundum; Hægt er að nota ætar kvikmyndir við örbylgjuofni, bakstur, steiktan mat og lækningamyndun og húðun; æta filmu er hægt að nota sem andoxunarefni og rotvarnarefni og önnur burðarefni og lengja þannig geymsluþol matvæla; Hægt er að nota æta filmu sem burðarefni fyrir litarefni og næringarstyrkir osfrv., Til að bæta matvæla gæði og bæta skynjun matvæla; æt filma er örugg og æt og má neyta ásamt mat; Hægt er að nota ætar umbúðafilmur til að pakka litlu magni eða einingum matvæla og mynda marglaga samsettar umbúðir með hefðbundnum umbúðaefnum, sem bætir heildarhindrun umbúðaefna.
Ástæðan fyrir því að ætar umbúðafilmur hafa ofangreinda hagnýta eiginleika byggist aðallega á myndun ákveðinnar þrívíddar netkerfis inni í þeim, sem sýnir ákveðna styrkleika og hindrunareiginleika. Hagnýtir eiginleikar ætu umbúðafilmunnar verða fyrir verulegum áhrifum af eiginleikum íhluta þess og hversu mikil innri fjölliða þvertenging, einsleitni og þéttleiki netkerfisins er einnig fyrir áhrifum af mismunandi filmumyndunarferlum. Það er augljós munur á frammistöðu [15, 35]. Ætar filmur hafa einnig nokkra aðra eiginleika eins og leysni, lit, gagnsæi o.s.frv. Hægt er að velja viðeigandi ætanleg filmuumbúðir í samræmi við mismunandi notkunarumhverfi og muninn á vöruhlutunum sem á að pakka.
Samkvæmt myndunaraðferðinni í ætum kvikmyndum er hægt að skipta henni í kvikmyndir og húðun: (1) fyrirfram undirbúin sjálfstæðu kvikmyndir eru venjulega kölluð kvikmyndir. (2) Þunnt lagið sem myndast á yfirborði matvæla með húðun, dýfingu og úða er kallað húðun. Kvikmyndir eru aðallega notaðar fyrir mat með mismunandi innihaldsefnum sem þarf að pakka fyrir sig (svo sem kryddpakka og olíupakka í þægindum), mat með sama innihaldsefni en þarf að pakka sérstaklega (svo sem litlum pakka af kaffi, mjólkurdufti, etc.), and medicines or health care products. Hylkisefni; húðun er aðallega notuð til að varðveita ferskan mat eins og ávexti og grænmeti, kjötvörur, húðun lyfja og samsetningu örhylkja með stýrðri losun.
Samkvæmt filmumyndandi efnum ætrar umbúðafilmu má skipta henni í: æta fjölsykrufilmu, æta próteinfilmu, æta lípíðfilmu, æta örverufilmu og samsetta æta filmu.
1.1.3 Notkun ætrar filmu
Sem ný tegund af matvælaumbúðaefni sem er öruggt og æt, og jafnvel hefur ákveðið næringargildi, er æt filma mikið notuð í matvælaumbúðaiðnaði, lyfjafræði, geymslu og varðveislu ávaxta og grænmetis, vinnslu og varðveislu. af kjöti og vatnsafurðum, framleiðslu skyndibita og framleiðslu á olíu. Það hefur víðtækar notkunarhorfur við varðveislu matvæla eins og steikt bakað sælgæti.
1.1.3.1 Umsókn í matvælaumbúðir
The film-forming solution is covered on the food to be packaged by spraying, brushing, dipping, etc., to prevent the penetration of moisture, oxygen and aromatic substances, which can effectively reduce the loss of packaging and reduce the number of packaging layers ; significantly reduce the outer layer of the food The complexity of the components of plastic packaging facilitates its recycling and processing, and reduces environmental pollution; það er notað á aðskildar umbúðir sumra íhluta margþátta flókinna matvæla til að draga úr gagnkvæmum flutningi milli mismunandi íhluta og draga þannig úr mengun í umhverfið. Draga úr skemmdum á matvælum eða minnkandi matargæði. Ætanlega kvikmyndin er unnin beint í umbúðapappír eða umbúðapoka fyrir matvælaumbúðir, sem nær ekki aðeins öryggi, hreinleika og þægindum, heldur dregur einnig úr þrýstingi hvítrar mengunar á umhverfið.
Using corn, soybeans and wheat as the main raw materials, paper-like cereal films can be prepared and used for packaging of sausages and other foods. Eftir notkun, jafnvel þótt þeim sé hent í náttúrulegu umhverfi, eru þau niðurbrjótanleg og hægt að breyta þeim í jarðvegsáburð til að bæta jarðveginn. . Með því að nota sterkju, kítósan og baunadrep sem aðalefnin er hægt að útbúa ætur umbúðapappír fyrir skyndibita umbúðir eins og skyndibita núðlur og franskar kartöflur, sem er þægilegt, öruggt og mjög vinsælt; Notað til krydda pakka, traustar súpur umbúðirnar með þægindamat eins og hráefni, sem hægt er að elda beint í pottinum þegar þær eru notaðar, geta komið í veg fyrir mengun matvæla, aukið næringu matvæla og auðveldað hreinsun. Þurrkuð avókadó, kartöflur og brotin hrísgrjón eru gerjuð og breytt í fjölsykrum, sem hægt er að nota til að útbúa ný ætin innri umbúðaefni sem eru litlaus og gegnsær, hafa góða súrefnishindrun eiginleika og vélrænni eiginleika og eru notaðir fyrir umbúðir mjólkurdufts , salatolía og aðrar vörur [19]. Fyrir hernaðarmat, eftir að varan er notuð, er hinu hefðbundna plastumbúðaefni fargað í umhverfinu og verður merki fyrir rekja óvini, sem auðvelt er að afhjúpa dvalarstaðinn. Í fjölþátta sérstökum matvælum eins og pizzu, sætabrauði, tómatsósu, ís, jógúrt, kökum og eftirréttum er ekki hægt að bæta plastumbúðum beint við notkun og ætleg umbúðafilma sýnir einstaka kosti þess, sem getur fækkað hópum Brot. Flutningur bragðefna bætir gæði vöru og fagurfræði [21]. Hægt er að nota æta umbúðafilmu í örbylgjuofni matvælavinnslu á deigkerfi. Kjötvörur, grænmeti, ostur og ávextir eru fyrirfram pakkaðir með því að úða, dýfa eða bursta osfrv., Frosinn og geymdur og þarf aðeins að örbylgjuðu til neyslu.
Þrátt fyrir að fáir ætur umbúðir og töskur séu fáanlegar í atvinnuskyni hafa mörg einkaleyfi verið skráð á mótun og beitingu hugsanlegra ætta umbúða. Frönsku eftirlitsyfirvöldin hafa samþykkt iðnvæddan ætan umbúðapoka sem heitir „Floupan“, sem samanstendur af hýdroxýprópýl metýlsellulósa, sterkju og natríum sorbat og er fáanlegt í atvinnuskyni.
1.1.3.2 Umsókn í læknisfræði
Gelatín, sellulósaafleiður, sterkja og matargúmmí er hægt að nota til að undirbúa mjúka og harða hylkisskel af lyfjum og heilsuvörum, sem geta í raun tryggt virkni lyfja og heilsuvara, og eru örugg og æt; sum lyf hafa íbúið beiskt bragð, sem er erfitt að nota af sjúklingum. Viðurkenndar, ætar filmur geta verið notaðar sem bragð-masking húðun fyrir slík lyf; sumar sýrufjölliðafjölliður leysast ekki upp í maga (pH 1,2) umhverfi, en eru leysanlegar í þarma (pH 6,8) umhverfi og hægt að nota í þörmum Lyfjahúð með sjálfvirkri losun; er einnig hægt að nota sem burðarefni fyrir markvissa lyf.
Blanco-Fernandez o.fl. útbjó kítósansetýleraða mónóglýseríð samsetta filmu og notaði hana til að losa andoxunarvirkni E-vítamíns viðvarandi og áhrifin voru ótrúleg. Langtíma andoxunarefni umbúðir. Zhang o.fl. blandað sterkju með gelatíni, bætt við pólýetýlen glýkól mýkiefni og notað hefðbundið. The hollow hard capsules were prepared by the dipping process of the composite film, and the transparency, mechanical properties, hydrophilic properties and phase morphology of the composite film were studied. gott hylkisefni [52]. Lal o.fl. Gerði Kafirin að ætum húðun fyrir sýruhúð á parasetamól hylkjum og rannsakaði vélrænni eiginleika, hitauppstreymi, eiginleika hindrunar og losunar eiginleika lyfsins í ætum kvikmyndinni. Niðurstöðurnar sýndu að lag Sorghum ýmsar harða hylki gliadin -kvikmyndar var ekki brotið í maganum, heldur losaði lyfið í þörmum við pH 6,8. Paik o.fl. Framleiddir HPMC ftalatagnir húðaðar með indómetasíni og úðaði ætum filmu-myndandi vökva af HPMC á yfirborði lyfjagagna og rannsakaði lyfjagangshraða, meðal agnastærð lyfja agna, ætar filmu Niðurstöðurnar sýndu að HPMCN-húðaður indomethacin lyf til inntöku gæti náð þeim tilgangi að hylja beiskt bragð lyfsins og miða á lyfjagjöf. Oladzabbasabadi o.fl. blandað breyttri sagósterkju með karragenan til að búa til æta samsetta filmu í stað hefðbundinna gelatínhylkja og rannsakað þurrkunarhvörf, varmavélræna eiginleika, eðlisefnafræðilega eiginleika og hindrunareiginleika. Niðurstöðurnar sýna að samsetta æta filman hefur svipaða eiginleika og gelatín og getur vera notaður við framleiðslu lyfjahylkja.
1.1.3.3 Notkun í varðveislu ávaxta og grænmetis
Í ferskum ávöxtum og grænmeti eftir tínslu eru lífefnafræðileg viðbrögð og öndun enn í gangi, sem mun flýta fyrir vefjaskemmdum ávaxta og grænmetis, og auðvelt er að valda rakatapi í ávöxtum og grænmeti við stofuhita, sem leiðir til gæði innri vefja og skynjunareiginleikar ávaxta og grænmetis. Snitu. Þess vegna er varðveisla orðið mikilvægasta viðfangsefnið í geymslu og flutningi ávaxta og grænmetis; Hefðbundnar varðveisluaðferðir hafa léleg varðveisluáhrif og mikinn kostnað. Húðun á ávöxtum og grænmeti er áhrifaríkasta aðferðin við stofuhita. The edible film-forming liquid is coated on the surface of fruits and vegetables, which can effectively prevent the invasion of microorganisms, reduce the respiration, water loss and nutrient loss of fruit and vegetable tissues, delay the physiological aging of fruit and vegetable tissues, og halda ávöxtum og grænmeti vefjum Upprunalega bústinn og sléttur. Glansandi útlit, til að ná þeim tilgangi að halda ferskum og lengja geymslutímann. Bandaríkjamenn nota asetýl monoglys langan tíma. Ferskt ástand. Japan notar úrgangs silki sem hráefni til að útbúa kartöflu ferskri filmu, sem getur náð ferskri áhrifum sem eru sambærileg við frystigeymslu. Bandaríkjamenn nota jurtaolíu og ávexti sem aðal hráefni til að búa til lagvökva og halda skurði ávöxtsins ferskum og komust að því að varðveisluáhrifin eru góð.
Marquez o.fl. notað mysuprótein og pektín sem hráefni, og bætt við glútamínasa til krosstengingar til að búa til samsetta æta filmu, sem var notuð til að húða nýskorin epli, tómata og gulrætur, sem getur dregið verulega úr þyngdartapi. , hindra vöxt örvera á yfirborði nýskorinna ávaxta og grænmetis og lengja geymsluþol á þeirri forsendu að viðhalda bragði og bragði af ferskum niðurskornum ávöxtum og grænmeti. Shi Lei o.fl. húðuð rauðhnött vínber með kítósanfilmu, sem gæti dregið úr þyngdartapi og rotnun vínberja, viðhaldið lit og birtu vínberja og seinkað niðurbroti leysanlegra fastra efna. Með því að nota kítósan, natríumalgínat, natríumkarboxýmetýlsellulósa og pólýakrýlat sem hráefni, Liu o.fl. búið til ætar filmur með marglaga húðun til að halda ávöxtum og grænmeti ferskum og rannsakað formgerð þeirra, vatnsleysni osfrv. Niðurstöðurnar sýndu að natríumkarboxýmetýl sellulósa-kítósan-glýseról samsett filman hafði bestu varðveisluáhrifin. Sun Qingshen o.fl. rannsakað samsetta filmu sojabauna prótein einangrað, sem er notað til að varðveita jarðarber, sem getur dregið verulega úr útsog jarðarberja, hindrað öndun þeirra og dregið úr hraða rotnum ávöxtum. Ferreira o.fl. Notað ávaxta- og grænmetisleifarduft og kartöfluhýði duft til að útbúa samsett ætar filmu, rannsakaði vatnsleysanleika og vélrænni eiginleika samsettra filmu og notaði húðunaraðferð til að varðveita Hawthorn. Niðurstöðurnar sýndu að geymsluþol hagþyrni var lengi. 50%, þyngdartapið lækkaði um 30-57% og lífræn sýra og raki breyttust ekki marktækt. Fu Xiaowei o.fl. rannsakað varðveislu ferskrar papriku með kítósanfilmu, og niðurstöðurnar sýndu að það gæti dregið verulega úr öndunarstyrk ferskrar papriku við geymslu og seinkað öldrun papriku . Navarro-Tarazaga o.fl. notaði býflugnavax-breytta HPMC æta filmu til að varðveita plómur. Niðurstöðurnar sýndu að býflugnavax gæti bætt súrefnis- og rakahindranir og vélræna eiginleika HPMC filma. Þyngdartapshraði plómunnar minnkaði verulega, mýking og blæðing ávaxta við geymslu var bætt og geymslutímabil plómunnar var lengd. Tang Liying o.fl. notaði skellakalkalílausn til að breyta sterkju, útbúið æta umbúðafilmu og rannsakað filmueiginleika þess; á sama tíma, með því að nota filmumyndandi vökva þess til að húða mangó fyrir ferskleika getur það í raun dregið úr öndun. Það getur komið í veg fyrir brúnun fyrirbæri við geymslu, dregið úr þyngdartapi og lengt geymslutímann.
1.1.3.4 Notkun við vinnslu og varðveislu kjötvara
Kjötvörur með ríkum næringarefnum og mikilli vatnsvirkni fara auðveldlega inn af örverum í vinnslu, flutningi, geymslu og neyslu, sem leiðir til dökknar litar og fituoxunar og annarrar skemmdar. Til þess að lengja geymslutíma og geymsluþol kjötvara er nauðsynlegt að reyna að hindra virkni ensíma í kjötvörum og innrás örvera á yfirborðið og koma í veg fyrir rýrnun litar og lyktar af völdum fituoxunar. Sem stendur er varðveisla á ætum kvikmyndum ein algengasta aðferðin sem er mikið notuð við varðveislu kjöts heima og erlendis. Þegar það er borið saman við hefðbundna aðferð kemur í ljós að innrás ytri örvera, oxunarþránun fitu og tap á safa hefur verið verulega bætt í kjötvörum sem pakkað er í æta filmu og gæði kjötvara hafa verið verulega bætt. Geymsluþol lengist.
The research on edible film of meat products began in the late 1950s, and the most successful application case was collagen edible film, which has been widely used in sausage production and processing . Emiroglu o.fl. Bætti sesamolíu við sojabaunapróteini til að gera bakteríudrepandi filmu og rannsakaði bakteríudrepandi áhrif þess á frosið nautakjöt. Niðurstöðurnar sýndu að bakteríudrepandi filmu getur hindrað verulega æxlun og vöxt Staphylococcus aureus. Wook o.fl. útbjó proanthocyanidin ætar kvikmynd og notaði hana til að húða kæli svínakjöt fyrir ferskleika. Liturinn, pH, TVB-N gildi, thiobarbituric sýru og örverufjöldi svínakjöts eftir geymslu í 14 daga voru rannsakaðir. Niðurstöðurnar sýndu að æt filma próantósýanídína getur á áhrifaríkan hátt dregið úr myndun þíóbarbítúrsýru, komið í veg fyrir skemmdir á fitusýrum, dregið úr innrás og æxlun örvera á yfirborði kjötvara, bætt gæði kjötafurða og lengt geymslutíma og geymsluþol. Jiang Shaotong o.fl. bætti tepólýfenólum og allicíni við sterkju-natríumalgínat samsettu himnulausnina og notaði þau til að varðveita ferskleika kældu svínakjöts, sem hægt var að geyma við 0-4 °C í meira en 19 daga . Cartagena o.fl. greint frá bakteríudrepandi áhrifum ætrar kollagensfilmu sem bætt er við nísín örverueyðandi efni á varðveislu svínakjötssneiða, sem gefur til kynna að æt kollagenfilma geti dregið úr rakaflutningi svínakjötssneiða í kæli, seinkað þráknun kjötafurða og bætt við 2 Kollagenfilmunni með % Nisin hafði bestu varðveisluáhrifin. Wang Rui o.fl. rannsakað breytingar á natríumalgínati, kítósan og karboxýmetýltrefjum með samanburðargreiningu á pH, rokgjörnu köfnunarefni í grunni, roða og heildarfjölda nautakjötsþyrpinga innan 16 daga frá geymslu. The three kinds of edible films of sodium vitamin were used to preserve the freshness of chilled beef. Niðurstöðurnar sýndu að æta filman af natríumalgínati hafði tilvalin ferskleika varðveisluáhrif. Caprioli o.fl. pakkað inn soðnum kalkúnabringum með matarfilmu af natríumkaseinati og síðan sett í kæli við 4°C. Rannsóknir hafa sýnt að æta kvikmyndin af natríumkaseinat getur hægt á kalkúnakjöti við kælingu. af rancidity.
1.1.3.5 Notkun í varðveislu vatnaafurða
Gæðahnignun vatnaafurða kemur aðallega fram í minnkun á frjálsum raka, hnignun á bragði og hnignun á áferð vatnsafurða. Niðurbrot vatnaafurða, oxun, eðlisbreyting og þurrneysla af völdum innrásar örvera eru allir mikilvægir þættir sem hafa áhrif á geymsluþol vatnsafurða. Frostgeymsla er algeng aðferð við varðveislu vatnaafurða en einnig verður ákveðið gæðarýrnun í ferlinu sem er sérstaklega alvarlegt fyrir ferskvatnsfiska.
Varðveisla á ætum filmum vatnaafurða hófst seint á áttunda áratugnum og hefur nú verið mikið notuð. Ætanleg filma getur á áhrifaríkan hátt varðveitt frosnar vatnsafurðir, dregið úr vatnstapi og einnig hægt að sameina það með andoxunarefnum til að koma í veg fyrir fituoxun og ná þannig þeim tilgangi að lengja geymsluþol og geymsluþol. Meenatchisundaram o.fl. útbúið samsetta æta filmu sem byggir á sterkju með sterkju sem fylki og bætti við kryddi eins og negul og kanil og notaði til varðveislu hvítrar rækju. Niðurstöðurnar sýndu að æta sterkjufilman getur í raun hamlað vöxt örvera, hægt á fituoxun, lengt geymsluþol hvítrar rækju í kæli við 10 °C og 4 °C var allt að 14 og 12 dagar, í sömu röð. Cheng Yuanyuan og fleiri rannsökuðu rotvarnarefni pullulan lausnarinnar og gerðu ferskvatnsfiskana. Varðveisla getur í raun hindrað vöxt örvera, hægt á oxun fiskpróteina og fitu og haft framúrskarandi varðveisluáhrif. Yunus o.fl. húðaður regnbogasilungur með gelatínfilmu sem lárviðarlauf ilmkjarnaolíu var bætt við og rannsakað áhrif varðveislu í kæli við 4°C. Niðurstöðurnar sýndu að matarlíms æta filman var áhrifarík við að viðhalda gæðum regnbogasilungs í allt að 22 daga. for a long time . Wang Siwei et al. notaði natríumalgínat, kítósan og CMC sem aðalefnin, bætti við sterínsýru til að útbúa ætan filmuvökva og notaði það til að húða Penaeus vannamei fyrir ferskleika. Rannsóknin sýndi að samsett filma af CMC og kítósan Vökvinn hefur góð varðveisluáhrif og getur lengt geymsluþol um 2 daga. Yang Shengping og aðrir notuðu kítósan-te pólýfenól æta filmu til að kæla og varðveita ferska hárhala, sem getur í raun hindrað æxlun baktería á yfirborði hárhala, seinkað myndun rokgjarnrar saltsýru og lengt geymsluþol hárhalans til um það bil 12 dagar.
1.1.3.6 Notkun í steiktan mat
Djúpsteiktur matur er mjög vinsæll tilbúinn matur með miklu magni. Það er pakkað með fjölsykrum og prótein ætum filmu, sem getur komið í veg fyrir litabreytingar á matnum meðan á steikingu stendur og dregið úr olíunotkun. innkoma súrefnis og raka [80]. Að húða steiktan mat með gellangúmmíi getur dregið úr olíunotkun um 35%-63%, svo sem þegar sashimi er steikt, getur það dregið úr olíunotkun um 63%; þegar kartöfluflögur eru steiktar getur það dregið úr olíunotkun um 35%-63%. Minnkaði eldsneytisnotkun um 60% o.s.frv. [81].
Singthong o.fl. búið til ætar filmur af fjölsykrum eins og natríumalgínati, karboxýmetýlsellulósa og pektíni, sem notaðar voru til að húða steiktar bananastrimla, og rannsakað frásogshraða olíu eftir steikingu. Niðurstöðurnar sýndu að pektín og karboxýl Steiktu bananastrimlar húðaðar með metýlsellulósa sýndu betri skynjun, þar á meðal hafði pektín æta filman best áhrif til að draga úr olíuupptöku [82]. Holownia o.fl. húðaðar HPMC og MC filmur á yfirborði steiktra kjúklingaflaka til að kanna breytingar á olíunotkun, innihaldi frjálsra fitusýra og litagildi í steikingarolíu. Forhúðun getur dregið úr frásog olíu og bætt líftíma olíu [83]. Sheng Meixiang o.fl. made edible films of CMC, chitosan and soybean protein isolate, coated potato chips, and fried them at high temperature to study the oil absorption, water content, color, acrylamide content and sensory quality of potato chips. , the results showed that the soybean protein isolate edible film has a significant effect on reducing the oil consumption of fried potato chips, and the chitosan edible film has a better effect on reducing the acrylamide content [84]. Salvador et al. Húðað yfirborð steiktra smokkfiskhringa með hveiti sterkju, breyttri kornsterkju, dextrín og glúten, sem gæti bætt stökkleika smokkfiskhringanna og dregið úr frásogshraða olíu [85].
1.1.3.7 Umsókn í bakaðar vörur
Hægt er að nota æta filmu sem slétt lag til að bæta útlit bakaðar vörur; er hægt að nota sem hindrun fyrir raka, súrefni, fitu osfrv. Til að bæta geymsluþol bakaðra vara, til dæmis, kítósan ætar film er notað til að koma upp á yfirborðsbrauð. til dæmis eru ristaðar jarðhnetur oft húðaðar með lími til að húða salt og krydd [87].
Christos o.fl. búið til ætar filmur af natríumalgínati og mysupróteini og húðað þær á yfirborði Lactobacillus rhamnosus probiotic brauðs. Rannsóknin sýndi að lifunarhlutfall probiotics var verulega bætt, en tvær tegundir af brauði sýndu Meltingaraðferðir eru mjög svipaðar, þannig að húðun á ætu filmunni breytir ekki áferð, bragði og hitaeðlisfræðilegum eiginleikum brauðsins [88]. Panuwat o.fl. bætti indversku stikilsberjaþykkni í metýlsellulósagrunn til að búa til æta samsetta filmu og notaði það til að varðveita ferskleika ristaðar kasjúhnetur. Niðurstöðurnar sýndu að samsetta æta filman gæti á áhrifaríkan hátt hamlað ristuðum kasjúhnetum meðan á geymslu stendur. Gæðin versnuðu og geymsluþol steiktra kasjúhnetna lengdist um allt að 90 daga [89]. Schou o.fl. búið til gagnsæja og sveigjanlega æta filmu með natríumkaseinati og glýseríni og rannsakað vélræna eiginleika þess, vatnsgegndræpi og umbúðaáhrif þess á bakaðar brauðsneiðar. Niðurstöðurnar sýndu að æta kvikmynd af natríum kaseinati umbúðir bakað brauð. Eftir brauðun er hægt að minnka hörku þess innan 6 klst. frá geymslu við stofuhita [90]. Du o.fl. Notaði Eple-undirstaða ætar kvikmyndir og tómata byggð film bætt við með ilmkjarnaolíum plantna til að vefja steiktu kjúkling, sem hindraði ekki aðeins vöxt örvera áður en hann steikti kjúklinginn, heldur jók einnig bragðið af kjúklingnum eftir steikingu [91]. Javanmard o.fl. búið til æta filmu af hveitisterkju og notað til að pakka inn bökuðum pistasíukjarna. Niðurstöðurnar sýndu að æta sterkjufilman gæti komið í veg fyrir oxunarþránun hnetanna, bætt gæði hnetanna og lengt geymsluþol þeirra [92]. Majid o.fl. Notað mysuprótein ætar film til að húða steiktar jarðhnetur, sem geta aukið súrefnishindrun, dregið úr hnetuáhrifum, bætt steikt hnetubrjótun og lengt geymslutímabil þess [93].
1.1.3.8 Notkun í sælgætisvörur
Sælgætisiðnaðurinn hefur miklar kröfur um dreifingu rokgjarnra íhluta, þannig að fyrir súkkulaði og sælgæti með fágað yfirborð er nauðsynlegt að nota vatnsleysanlegar ætar kvikmyndir til að skipta um húðunarvökvann sem inniheldur rokgjarna hluti. The edible packaging film can form a smooth protective film on the surface of the candy to reduce the migration of oxygen and moisture [19]. Notkun á mysuprótein ætum filmum í sælgæti getur dregið verulega úr dreifingu rokgjarnra hluta þess. Þegar súkkulaði er notað til að umlykja feita mat eins og smákökur og hnetusmjör mun olían flytja til ytra lagsins af súkkulaði, gera súkkulaðið klístrað og valda „öfugum frosti“ fyrirbæri, en innra efnið mun þorna út, sem leiðir til a Breyting á bragði þess. Að bæta við lagi af ætu filmu umbúðaefni með fituhindranir getur leyst þetta vandamál [94].
Nelson o.fl. notaði metýlsellulósa æta filmu til að húða sælgæti sem innihélt mörg lípíð og sýndi mjög lágt lípíð gegndræpi og hindraði þar með frost fyrirbæri í súkkulaði [95]. Meyers notaði hýdrogel-vax tvílaga æta filmu á tyggigúmmí, sem gæti bætt viðloðun þess, dregið úr rokgjörn vatns og lengt geymsluþol þess [21]. Vatn sem Fadini o.fl. Ætanleg samsett filma af decollagen-kakósmjöri var rannsökuð fyrir vélræna eiginleika þess og vatnsgegndræpi og hún var notuð sem húðun á súkkulaðivörur með góðum árangri [96].
1.1.4 Ætar kvikmyndir sem byggja á sellulósa
Ætandi filma sem byggir á sellulósa er eins konar æt filma sem er gerð úr algengustu sellulósa og afleiðum hans í náttúrunni sem aðalhráefni. Matarfilma sem byggir á sellulósa er lyktar- og bragðlaus og hefur góðan vélrænan styrk, olíuhindranir, gagnsæi, sveigjanleika og góða gasvörn. Hins vegar, vegna vatnssækins eðlis sellulósa, er viðnám ætrar filmu sem byggir á sellulósa. Vatnsárangur er yfirleitt tiltölulega lélegur [82, 97-99].
Ætanlega kvikmyndin sem byggir á sellulósa úr úrgangsefnum í matvælaiðnaði getur fengið ætar umbúðafilmur með framúrskarandi frammistöðu og getur endurnýtt úrgangsefni til að auka virðisauka vörunnar. Ferreira o.fl. blandað dufti af ávöxtum og grænmetisleifum með kartöfluhýðidufti til að útbúa æta samsetta filmu sem byggir á sellulósa og setti það á hjúp hagþyrni til að varðveita ferskleika og náði góðum árangri [62]. Tan Huizi o.fl. notaðu fæðutrefjarnar sem unnar eru úr baunadælu sem grunnefni og bætti við ákveðnu magni af þykkingarefni til að útbúa æta filmu af sojatrefjum, sem hefur góða vélræna eiginleika og hindrunareiginleika [100], sem er aðallega notað til að pakka skyndibita núðlukryddi. , það er þægilegt og nærandi að leysa upp efnispakkann beint í heitu vatni.
Vatnsleysanlegar sellulósaafleiður, svo sem metýl sellulósa (MC), karboxýmetýl sellulósa (CMC) og hýdroxýprópýl metýl sellulósa (HPMC), geta myndað stöðugt fylki og eru almennt notuð í uppbyggingu og rannsóknum á ætum kvikmyndum. Xiao Naiyu o.fl. notaði MC sem aðal filmumyndandi undirlagið, bætti við pólýetýlen glýkóli og kalsíumklóríði og öðrum hjálparefnum, útbjó MC æta filmu með steypuaðferð og notaði það til að varðveita olecranon, sem getur lengt munn olecranon. The shelf life of peach is 4.5 days [101]. Esmaeili o.fl. útbúin MC æta filmu með því að steypa og setja hana á húðun á jurta ilmkjarnaolíu örhylkja. Niðurstöðurnar sýndu að MC filma hefur góð olíublokkandi áhrif og hægt er að setja það á matvælaumbúðir til að koma í veg fyrir að fitusýrur spillist [102]. Tian o.fl. breyttar MC ætar filmur með sterínsýru og ómettuðum fitusýrum, sem gætu bætt vatnsblokkandi eiginleika MC ætra filma [103]. Lai Fengying o.fl. rannsakað áhrif leysistegundar á filmumyndunarferli MC ætrar filmu og hindrunareiginleika og vélrænni eiginleika ætu filmunnar [104].
CMC himnur hafa góða hindrunareiginleika fyrir O2, CO2 og olíum og eru mikið notaðar á sviði matvæla og lyfja [99]. Bifani o.fl. útbúið CMC himnur og rannsökuð áhrif laufþykkni á vatnshindrunareiginleika og gashindareiginleika himnanna. Niðurstöðurnar sýndu að með því að bæta við laufþykkni gæti það verulega bætt raka- og súrefnishindranir himnanna, en ekki fyrir CO2. Hindrunareiginleikarnir tengjast styrk útdrættsins [105]. de Moura o.fl. útbúnar kítósan nanóagnir styrktu CMC filmur og rannsakað varmastöðugleika, vélræna eiginleika og vatnsleysni samsettu filmanna. Niðurstöðurnar sýna að kítósan nanóagnir geta á áhrifaríkan hátt bætt vélrænni eiginleika og hitastöðugleika CMC kvikmynda. Kynlíf [98]. Ghanbarzadeh o.fl. útbúið CMC ætar filmur og rannsakað áhrif glýseróls og olíusýru á eðlisefnafræðilega eiginleika CMC filma. Niðurstöðurnar sýndu að hindrunareiginleikar filmanna voru verulega bættir, en vélrænir eiginleikar og gagnsæi minnkuðu [99]. Cheng o.fl. útbjó karboxýmetýl sellulósa-konjak glúkómannan æta samsetta filmu og rannsakað áhrif pálmaolíu á eðlisefnafræðilega eiginleika samsettu filmunnar. Niðurstöðurnar sýndu að smærri lípíð örkúlurnar geta aukið samsettu filmuna verulega. Vatnsfælni á yfirborði og sveigja vatnssameindar gegndræpirásarinnar getur bætt rakahindrun himnunnar [106].
HPMC hefur góða filmumyndandi eiginleika og filman er sveigjanleg, gagnsæ, litlaus og lyktarlaus og hefur góða olíuhindranir, en bæta þarf vélræna eiginleika þess og vatnsblokkandi eiginleika. Rannsókn Zuniga o.fl. sýndi að upphafs smíði og stöðugleiki HPMC kvikmyndamyndunarlausnarinnar getur haft veruleg áhrif á yfirborð og innri uppbyggingu myndarinnar og hvernig olíumdropar fara inn við myndun kvikmyndagerðarinnar getur haft veruleg áhrif kvikmynd. Að bæta við efninu getur bætt stöðugleika filmumyndandi lausnarinnar, sem aftur hefur áhrif á yfirborðsbyggingu og sjónræna eiginleika filmunnar, en vélrænni eiginleikar og loftgegndræpi minnka ekki [107]. Klangmuang o.fl. notað lífrænt breyttan leir og býflugnavax til að auka og breyta HPMC ætri filmu til að bæta vélræna eiginleika og hindrunareiginleika HPMC filmu. Rannsóknin sýndi að eftir breytingar á býfluguvaxi og leir voru vélrænni eiginleikar HPMC ætrar filmu sambærilegir og ætrar filmu. Frammistaða rakahluta var bætt [108]. Dogan o.fl. útbúið HPMC æta filmu og notaði örkristallaðan sellulósa til að auka og breyta HPMC filmunni og rannsakað vatnsgegndræpi og vélræna eiginleika filmunnar. Niðurstöðurnar sýndu að rakahindrunareiginleikar breyttu filmunnar breyttust ekki marktækt. , en vélrænni eiginleikar þess hafa verið verulega bættir [109]. Choi o.fl. Bætti Oregano Leaf og Bergamot ilmkjarnaolíu í HPMC fylki til að útbúa ætar samsettar kvikmyndir og beitti henni til að varðveita ferskt plómur. Rannsóknin sýndi að æta samsetta kvikmyndin getur í raun hindrað öndun plóma, dregið úr framleiðslu á etýleni, dregið úr hraða þyngdartaps og bætt gæði plóma [110]. Esteghlal o.fl. blandað HPMC við gelatín til að útbúa ætar samsettar kvikmyndir og rannsakað ætar samsettar kvikmyndir. Eðlisefnafræðilegir eiginleikar, vélrænir eiginleikar og samhæfni HPMC gelatíns sýndu að togeiginleikar HPMC gelatín samsettra kvikmynda breyttust ekki marktækt, sem hægt var að nota við framleiðslu lyfjahylkja [111]. Villacres o.fl. rannsakað vélræna eiginleika, gashindranir og bakteríudrepandi eiginleika HPMC-kassava sterkju ætum samsettum filmum. Niðurstöðurnar sýndu að samsettu kvikmyndirnar höfðu góða eiginleika súrefnis hindrunar og bakteríudrepandi áhrif [112]. Byun o.fl. útbúið shellac-HPMC samsettar himnur, og rannsakað áhrif tegunda ýruefna og styrk shellac á samsettu himnurnar. Fleytierinn minnkaði vatnsblokka eiginleika samsettu himnunnar, en vélrænir eiginleikar þess lækkuðu ekki marktækt; viðbót skellaks bætti varmastöðugleika HPMC himnunnar til muna og áhrif hennar jukust með aukningu á þéttni skellaks [113].
1.1.5 Matarfilmar sem byggja á sterkju
Sterkja er náttúruleg fjölliða til framleiðslu á ætum filmum. Það hefur kosti breitt uppruna, lágt verð, lífsamrýmanleika og næringargildi og er mikið notað í matvæla- og lyfjaiðnaði [114-117]. Nýlega hafa rannsóknir á hreinum sterkju ætum filmum og sterkju byggðum ætum samsettum filmum til geymslu og varðveislu matvæla komið fram hver á eftir annarri [118]. Mikil amýlósa sterkja og hýdroxýprópýleruð breytt sterkja hennar eru aðalefnin til að búa til ætar kvikmyndir sem byggja á sterkju [119]. Endurhækkun sterkju er aðalástæðan fyrir getu hennar til að mynda filmu. Því hærra sem amýlósainnihaldið er, því þéttara er millibólgu, því auðveldara er að framleiða afturvirkni og því betri filmumyndandi eign og endanlegur togstyrkur myndarinnar. stærri. Amýlósi getur gert vatnsleysanlegar filmur með litla súrefnis gegndræpi og hindrunareiginleikar há-amýlósa filmur munu ekki lækka undir háum hitaumhverfi, sem getur í raun verndað pakkaðan mat [120].
Matarfilma sterkju, litlaus og lyktarlaus, hefur góða gagnsæi, vatnsleysni og gashindrunareiginleika, en hún sýnir tiltölulega sterka vatnssækni og lélega rakahindrunareiginleika, þannig að hún er aðallega notuð í matvæla súrefni og olíuvörn umbúðir [121-123]. Að auki eru himnur sem byggjast á sterkju viðkvæmt fyrir öldrun og afturgræðslu og vélrænni eiginleikar þeirra eru tiltölulega lélegir [124]. Til þess að vinna bug á ofangreindum göllum er hægt að breyta sterkju með eðlisfræðilegum, efnafræðilegum, ensímfræðilegum, erfðafræðilegum og aukefnum aðferðum til að bæta eiginleika sterkju sem byggir á ætum filmum [114].
Zhang Zhengmao o.fl. notaði ofurfína sterkju æta filmu til að húða jarðarber og komst að því að það getur í raun dregið úr vatnstapi, seinkað minnkun leysanlegs sykurs og í raun lengt geymslutíma jarðarbera [125]. Garcia o.fl. breytt sterkja með mismunandi keðjuhlutföllum til að fá breyttan sterkjufilmumyndandi vökva, sem var notaður til að varðveita ferska jarðarberhúðufilmu. Hraði og hrörnunarhraði var betri en hjá óhúðuðu hópnum [126]. Ghanbarzadeh o.fl. Breytt sterkja með sítrónusýru krossbindingu og fékk efnafræðilega krossbundna breytta sterkju filmu. Rannsóknir hafa sýnt að eftir krosstengingarbreytingar voru rakahindranir og vélrænni eiginleikar sterkjufilma bættir [127]. Gao Qunyu o.fl. framkvæmt ensímvatnsrofsmeðferð á sterkju og fenginni sterkju ætum filmu, og vélrænni eiginleikar hennar eins og togstyrkur, lenging og brjóta mótstöðu jukust, og rakahindrun árangur jókst með aukningu á ensímvirkni tíma. verulega batnað [128]. Parra o.fl. bætti krosstengjandi efni við tapíóka sterkju til að búa til æta filmu með góða vélræna eiginleika og lágan vatnsgufuflutningshraða [129]. Fonseca o.fl. notað natríumhýpóklórít til að oxa kartöflusterkju og búið til æta filmu af oxuðu sterkju. Rannsóknin sýndi að vatnsgufuflutningshraði þess og vatnsleysni minnkaði verulega, sem hægt er að nota á umbúðir matvæla með mikla vatnsvirkni [130].
Að blanda sterkju saman við aðrar ætar fjölliður og mýkiefni er mikilvæg aðferð til að bæta eiginleika æta filmu sem byggir á sterkju. Sem stendur eru algengustu flóknu fjölliðurnar að mestu vatnssæknar kvoðuefni, svo sem pektín, sellulósa, þangfjölsykra, kítósan, karragenan og xantangúmmí [131].
Maria Rodriguez o.fl. notaði kartöflusterkju og mýkiefni eða yfirborðsvirk efni sem aðalefni til að undirbúa sterkju-undirstaða ætar filmur, sem sýnir að mýkiefni geta aukið sveigjanleika kvikmyndarinnar og yfirborðsvirk efni geta dregið úr teygjanleika filmunnar [132]. Santana o.fl. notaði nanófrefjar til að auka og breyta ætum filmum úr kassavasterkju og fengust ætar samsettar kvikmyndir sem byggjast á sterkju með bættum vélrænni eiginleikum, hindrunareiginleikum og hitastöðugleika [133]. Azevedo o.fl. blandað mysuprótein með hitaþjálu sterkju til að útbúa samræmt filmuefni, sem gefur til kynna að mysuprótein og hitaþjálu sterkja hafi sterka viðloðun á viðmótum og mysuprótein getur bætt sterkjuframboð verulega. Vatnsblokkandi og vélrænir eiginleikar æta kvikmynda [134]. Edhirej o.fl. útbjó æta filmu sem byggir á tapíókasterkju og rannsakað áhrif mýkingarefnis á eðlis- og efnafræðilega uppbyggingu, vélræna eiginleika og hitaeiginleika filmunnar. The results show that the type and concentration of plasticizer can significantly affect the tapioca starch film. Í samanburði við önnur mýkiefni eins og þvagefni og tríetýlen glýkól, hefur pektín bestu mýkingaráhrifin og pektínmýkað sterkjufilman hefur góða vatnsblokkandi eiginleika [135]. Saberi o.fl. notað ertasterkju, gúargúmmí og glýserín til framleiðslu á ætum samsettum filmum. Niðurstöðurnar sýndu að ertasterkja gegndi stóru hlutverki í filmuþykkt, þéttleika, samheldni, vatnsgegndræpi og togstyrk. Guar gum Það getur haft áhrif á togstyrk og teygjanleika himnunnar og glýseról getur bætt sveigjanleika himnunnar [136]. Ji o.fl. blandað kítósani og maíssterkju og bætt við kalsíumkarbónat nanóögnum til að búa til bakteríudrepandi filmu sem byggir á sterkju. Rannsóknin sýndi að vetnistengi milli sameinda mynduðust á milli sterkju og kítósans og vélrænni eiginleikar filmunnar voru auknir bakteríudrepandi eiginleikar [137]. Meira o.fl. aukin og breytt maíssterkju ætur bakteríudrepandi kvikmynd með kaólín nanóögnum, og vélrænni og hitauppstreymi eiginleikar samsettu kvikmyndarinnar voru betri og bakteríudrepandi áhrifin voru ekki fyrir áhrifum [138]. Ortega-Toro o.fl. bætt HPMC við sterkju og bætt við sítrónusýru til að búa til æta filmu. Rannsóknin sýndi að viðbót HPMC og sítrónusýru getur á áhrifaríkan hátt hamlað öldrun sterkju og dregið úr vatnsgegndræpi ætrar filmu, en súrefnishindranir minnka [139].
1.2 Polymer hydrogel
Vatnsefni eru flokkur vatnssækinna fjölliða með þrívíddar netbyggingu sem eru óleysanleg í vatni en hægt er að bólga með vatni. Stórspeglun hefur vatnsgel ákveðna lögun, getur ekki flætt og er fast efni. Með smásæjum geta vatnsleysanlegar sameindir dreifst í mismunandi stærðum og gerðum í vatnshlaupinu og dreift með mismunandi dreifingarhraða, þannig að vatnsleysan sýnir eiginleika lausnar. Innri uppbygging vatnsgella hefur takmarkaðan styrk og eyðist auðveldlega. Það er á milli fasts efnis og vökva. Það hefur svipaða mýkt og fast efni og er greinilega frábrugðið alvöru fast efni.
1.2.1 Yfirlit yfir fjölliða hýdrógel
1.2.1.1 Flokkun fjölliða hýdrógela
Polymer hydrogel er þrívídd netkerfi sem myndast með eðlisfræðilegri eða efnafræðilegri krosstengingu milli fjölliða sameinda [143-146]. Það gleypir mikið magn af vatni í vatni til að bólgna sig og á sama tíma getur það viðhaldið þrívíddar uppbyggingu þess og verið óleysanlegt í vatni. vatn.
Það eru margar leiðir til að flokka hydrogel. Byggt á mismun á krosstengjandi eiginleikum er hægt að skipta þeim í eðlisfræðileg hlaup og efnagel. Líkamleg hlaup eru mynduð af tiltölulega veikum vetnistengi, jónatengi, vatnsfælnum víxlverkunum, van der Waals kraftum og eðlisfræðilegri flækju milli fjölliða sameindakeðja og annarra eðliskrafta, og hægt er að breyta þeim í lausnir í mismunandi ytra umhverfi. Það er kallað afturkræf hlaup; efnahlaup er venjulega varanleg þrívídd netbygging sem myndast með krosstengingu efnatengja eins og samgildra tengjum í nærveru hita, ljóss, ræsiefnis osfrv. Eftir að hlaupið hefur myndast er það óafturkræft og varanlegt, einnig þekkt sem Fyrir hið sanna þéttivatn [147-149]. Líkamlegar gelar þurfa yfirleitt ekki efnabreytingu og hafa litla eituráhrif, en vélrænir eiginleikar þeirra eru tiltölulega lélegir og það er erfitt að standast stórt ytra streitu; Efnafræðilegar gelar hafa yfirleitt betri stöðugleika og vélræna eiginleika.
Byggt á mismunandi uppsprettum er hægt að skipta vatnsgelum í tilbúið fjölliða vatnsgel og náttúrulegt fjölliða vatnsgel. Tilbúið fjölliða hýdrógel eru vatnsgel sem myndast með efnafræðilegri fjölliðun á tilbúnum fjölliðum, aðallega þar á meðal pólýakrýlsýru, pólývínýlasetat, pólýakrýlamíð, pólýetýlenoxíð osfrv .; náttúruleg fjölliða hýdrógel eru fjölliða hýdrógel eru mynduð með krosstengingu á náttúrulegum fjölliðum eins og fjölsykrum og próteinum í náttúrunni, þar á meðal sellulósa, algínat, sterkju, agarósa, hýalúrónsýru, gelatín og kollagen [6, 7, 150], 151]. Náttúruleg fjölliða hýdrógel hafa venjulega einkenni breiðs uppsprettu, lágs verðs og lágs eiturhrifa, og tilbúið fjölliða hýdrógel er yfirleitt auðvelt að vinna úr og hafa mikla ávöxtun.
Byggt á mismunandi svörum við ytra umhverfi er einnig hægt að skipta vatnsefnum í hefðbundin vatnsefni og snjalla vatnsefni. Hefðbundin vatnsgel eru tiltölulega ónæm fyrir breytingum á ytra umhverfi; snjöll vatnsgel geta skynjað litlar breytingar á ytra umhverfi og framkallað samsvarandi breytingar á eðlisfræðilegri uppbyggingu og efnafræðilegum eiginleikum [152-156]. Fyrir hitanæm vatnsgel breytist rúmmálið með hitastigi umhverfisins. Venjulega innihalda slík fjölliða hýdrógel vatnssækna hópa eins og hýdroxýl, eter og amíð eða vatnsfælin hópa eins og metýl, etýl og própýl. Hitastig ytra umhverfisins getur haft áhrif á vatnssækið eða vatnsfælin víxlverkun hlaupsameinda, vetnisbindingu og víxlverkun vatnssameinda og fjölliðakeðja og haft þar með áhrif á jafnvægi hlaupkerfisins. Fyrir pH-næm hydrogel inniheldur kerfið venjulega sýru-basa breyta hópa eins og karboxýlhópa, súlfónsýruhópa eða amínóhópa. Í breytilegu pH umhverfi geta þessir hópar tekið upp eða losað róteindir, breytt vetnisbindingu í hlaupinu og muninum á innri og ytri jónastyrk, sem leiðir til rúmmálsbreytingar á hlaupinu. Fyrir rafsvið, segulsvið og ljósnæm vatnsgel innihalda þau virka hópa eins og fjölrafólýta, málmoxíð og ljósnæma hópa, í sömu röð. Undir mismunandi ytri áreiti er hitastigi kerfisins eða jónunarstiginu breytt og síðan er hlauprúmmálinu breytt með meginreglunni svipað hitastigi eða pH-næmu vatnsgeli.
Byggt á mismunandi hlauphegðun er hægt að skipta vetni í kalda af völdum gel og hitauppstreymi af völdum [157]. Kalt hlaup, nefnt kalt hlaup í stuttu máli, er stórsameind sem er til í formi handahófskenndra spóla við háan hita. Meðan á kælingu stendur, vegna virkni millisameinda vetnistengja, myndast spírulaga brot smám saman og lýkur þar með ferlinu úr lausn. Umskiptin yfir í hlaup [158]; Hitaframkallað hlaup, nefnt varmahlaup, er stórsameind í lausnarástandi við lágan hita. Meðan á upphitunarferlinu stendur myndast þrívídd netkerfi með vatnsfælin víxlverkun o.s.frv., og lýkur þannig hlaupbreytingunni [159], 160].
Einnig er hægt að skipta vetni í homopolymyeric hydrogels, samfjölliðuð vatnsefni og fléttandi netvatnsbólur sem byggjast á mismunandi neteiginleikum, smásjárhýdrógrum og smásóknarvetnum sem byggjast á mismunandi hlaupstærðum og lífrænu niðurbrjótanlegum eiginleikum. Mismunandi skipt í niðurbrjótanlegt vatnsgel og óbrjótanlegt vatnsgel.
1.2.1.2 Notkun náttúrulegra fjölliða vatnsgella
Náttúruleg fjölliða hýdrógel hafa eiginleika góðs lífsamrýmanleika, mikils sveigjanleika, mikið af uppsprettum, næmni fyrir umhverfinu, mikillar vökvasöfnun og lítillar eiturhrifa, og eru mikið notaðar í líflæknisfræði, matvælavinnslu, umhverfisvernd, landbúnaði og skógræktarframleiðslu og það hefur verið mikið notað í líflæknisfræði, matvælavinnslu, umhverfisvernd, landbúnaði og skógrækt. notað í iðnaði og öðrum sviðum [142, 161-165].
Notkun náttúrulegra fjölliða vatnsefna á lífeðlisfræðilegum reitum. Náttúruleg fjölliða hýdrógel hafa góða lífsamrýmanleika, lífbrjótanleika og engar eitraðar aukaverkanir, þannig að hægt er að nota þau sem sár umbúðir og hafa beint samband við vefi manna, sem getur í raun dregið úr innrás örvera in vitro, komið í veg fyrir tap á líkamsvökva og leyft súrefni. að fara í gegnum. Stuðlar að lækningu sára; hægt að nota til að undirbúa augnlinsur, með þeim kostum að nota þægilegt, gott súrefnisgegndræpi og aukameðferð við augnsjúkdómum [166, 167]. Náttúrulegar fjölliður eru svipaðar uppbyggingu lifandi vefja og geta tekið þátt í eðlilegum efnaskiptum mannslíkamans, þannig að slík vatnsgel er hægt að nota sem vefjaverkfræði vinnupalla, vefjaverkfræði brjóskviðgerðir o.fl. Vefjaverkfræði vinnupalla má flokka í for- mótaðir og sprautumótaðir vinnupallar. Formótuð stoðnet nýta vatn. Sérstök þrívídd netbygging hlaupsins gerir það kleift að gegna ákveðnu stuðningshlutverki í líffræðilegum vefjum á sama tíma og það veitir sérstakt og nægilegt vaxtarrými fyrir frumur og getur einnig framkallað frumuvöxt, aðgreiningu og niðurbrot og frásog mannslíkamans [168]. Sprautumótaðir stoðnetar nýta fasaskiptahegðun vatnsgella til að mynda hlaup hratt eftir að hafa verið sprautað í flæðandi lausn, sem getur lágmarkað sársauka sjúklinga [169]. Sum náttúruleg fjölliða hýdrógel eru umhverfisviðkvæm, svo þau eru mikið notuð sem lyfjastýrð losunarefni, þannig að hægt sé að losa lyfin sem eru hjúpuð í þeim til nauðsynlegra hluta mannslíkamans á tímasettan og magnbundinn hátt, sem dregur úr eiturverkunum og hliðinni. áhrif lyfja á mannslíkamann [170].
Notkun náttúrulegra fjölliða hydrogela á matvælatengdum sviðum. Náttúruleg fjölliða hydrogel eru mikilvægur hluti af þremur máltíðum fólks á dag, svo sem eftirrétti, sælgæti, kjötuppbótarefni, jógúrt og ís. Það er oft notað sem aukefni í matvælum, sem getur bætt eðliseiginleika þess og gefið því slétt bragð. Til dæmis er það notað sem þykkingarefni í súpur og sósur, sem ýruefni í safa og sem sviflausn. Í mjólkurdrykkjum, sem hleypiefni í búðingum og aspískum, sem skýringarefni og froðujöfnunarefni í bjór, sem samvirknihemill í osti, sem bindiefni í pylsur, sem sterkju afturgræðsla. Hindrar eru notaðir í brauð og smjör [171-174 ]. Af matvælaaukefnahandbókinni má sjá að mikill fjöldi náttúrulegra fjölliða hýdrógela er samþykktur sem aukefni í matvælum til matvælavinnslu [175]. Náttúruleg fjölliða hýdrógel eru notuð sem næringarstyrkir í þróun heilsuvara og hagnýtra matvæla, svo sem matartrefja, notuð í þyngdartapsvörur og hægðatregðuvörur [176, 177]; Sem prebiotics eru þau notuð í ristilheilbrigðisvörum og vörum til að koma í veg fyrir krabbamein í ristli [178]; Hægt er að búa til náttúruleg fjölliða hýdrógel í æta eða niðurbrjótanlega húðun eða filmur, sem hægt er að nota á sviði matvælaumbúða, svo sem varðveislu ávaxta og grænmetis, með því að húða þau á ávexti og grænmeti Á yfirborðinu getur það lengt geymsluþol af ávöxtum og grænmeti og halda ávöxtum og grænmeti ferskum og mjúkum; það er einnig hægt að nota sem umbúðaefni fyrir þægindamat eins og pylsur og krydd til að auðvelda þrif [179, 180].
Notkun náttúrulegra fjölliða vatnsgella á öðrum sviðum. Hvað varðar daglegar nauðsynjar er hægt að bæta því við kremkennda húðvörur eða snyrtivörur, sem getur ekki aðeins komið í veg fyrir að varan þorni í geymslu, heldur einnig varanlegur rakagefandi og rakagefandi húðina; það er hægt að nota fyrir stíl, rakagefandi og hæga losun ilmefna í fegurðarförðun; Það er hægt að nota í daglegar nauðsynjar eins og pappírshandklæði og bleyjur [181]. Í landbúnaði er hægt að nota það til að standast þurrka og vernda plöntur og draga úr vinnuafli; sem húðunarefni fyrir plöntufræ getur það aukið spírunarhraða fræsins verulega; þegar það er notað við ígræðslu ungplöntur getur það aukið lifun plöntur; skordýraeitur, bæta nýtingu og draga úr mengun [182, 183]. In terms of environment, it is used as a flocculant and adsorbent for sewage treatment that often contains heavy metal ions, aromatic compounds and dyes to protect water resources and improve the environment [184]. Í iðnaði er það notað sem þurrkandi efni, borasmurefni, kapalumbúðir, þéttiefni og frystigeymsluefni osfrv. [185].
1.2.2 Hýdroxýprópýl metýlsellulósa hitagel
Sellulósi er náttúrulegt stórsameindaefnasamband sem hefur verið rannsakað elst, hefur nánustu tengsl við menn og er það algengasta í náttúrunni. Það er víða til staðar í háplöntum, þörungum og örverum [186, 187]. Sellulósi hefur smám saman vakið mikla athygli vegna víðtækrar uppsprettu, lágs verðs, endurnýjanlegs, niðurbrjótans, öruggs, eitruðs og góðs lífsamrýmanleika [188].
1.2.2.1 Sellulósi og eterafleiður þess
Sellulósa er línuleg langkeðjufjölliða sem myndast við tengingu D-anhýdróglúkósa byggingareininga í gegnum β-1,4 glýkósíðtengi [189-191]. Óleysanlegt. Fyrir utan einn endahóp á hvorum enda sameindakeðjunnar eru þrír skautaðir hýdroxýlhópar í hverri glúkósaeiningu, sem geta myndað mikinn fjölda vetnistengja innan sameinda og milli sameinda við ákveðnar aðstæður; og sellulósa er fjölhringa uppbygging og sameindakeðjan er hálfstíf. Keðja, mikil kristöllun og mjög regluleg í uppbyggingu, þannig að það hefur eiginleika mikillar fjölliðunar, góðrar sameindastefnu og efnafræðilegs stöðugleika [83, 187]. Þar sem sellulósakeðjan inniheldur mikinn fjölda hýdroxýlhópa er hægt að breyta henni efnafræðilega með ýmsum aðferðum eins og esterun, oxun og eteringu til að fá sellulósaafleiður með framúrskarandi notkunareiginleika [192, 193].
Sellulósaafleiður eru ein elstu rannsökuð og framleidd vara á sviði fjölliða efnafræði. Þetta eru fjölliða fín efnafræðileg efni með margs konar notkun, sem eru efnafræðilega breytt úr náttúrulegum fjölliða sellulósa. Meðal þeirra eru sellulósa eter mikið notaður. Það er eitt mikilvægasta efnahráefnið í iðnaðarnotkun [194].
Til eru mörg afbrigði af sellulósaeterum, sem allir hafa yfirleitt einstaka og framúrskarandi eiginleika og hafa verið mikið notaðir á mörgum sviðum eins og matvælum og lyfjum [195]. MC er einfaldasta tegund af sellulósaeter með metýlhóp. Með aukinni skiptingargráðu er hægt að leysa það upp í þynntri basískri lausn, vatni, alkóhóli og arómatískum kolvetnisleysi, sem sýnir einstaka hitauppstreymiseiginleika. [196]. CMC is an anionic cellulose ether obtained from natural cellulose by alkalization and acidification.
Það er mest notaði og notaði sellulósa eter, sem er leysanlegt í vatni [197]. HPC, hýdroxýalkýl sellulósa eter sem fæst með því að basa og etera sellulósa, hefur góða hitaþol og sýnir einnig hitauppstreymiseiginleika og hlauphitastig hans hefur verulega áhrif á hversu hýdroxýprópýlskipti eru [198]. HPMC, mikilvægur blandaður eter, hefur einnig hitauppstreymiseiginleika og hlaupeiginleikar hans tengjast skiptihópunum tveimur og hlutföllum þeirra [199].
1.2.2.2 Hýdroxýprópýl metýlsellulósa uppbygging
Hýdroxýprópýl metýlsellulósa (HPMC), sameindabyggingin er sýnd á mynd 1-3, er dæmigerður ójónaður vatnsleysanlegur sellulósablönduður eter. Eterunarhvarf metýlklóríðs og própýlenoxíðs er framkvæmt til að fá [200.201] og efnahvarfsjöfnan er sýnd á mynd 1-4.
Það eru hýdroxýprópoxý (-[OCH2CH (CH3)] N OH), metoxý (-OCH3) og ómettir hýdroxýlhópar á burðareiningunni á HPMC á sama tíma og afköst þess endurspegla samskeyti verkunar ýmissa hópa. [202]. Hlutfallið á milli tveggja skiptanna er ákvarðað með massahlutfalli tveggja eterifyinganna, styrkur og massi natríumhýdroxíðs og massahlutfalls eterifyings á hverja einingarmassa af sellulósa [203]. Hydroxy propoxy is an active group, which can be further alkylated and hydroxy alkylated; þessi hópur er vatnssækinn hópur með langa greinótta keðju, sem gegnir ákveðnu hlutverki við að mýkjast inni í keðjunni. Metoxý er endalokandi hópur, sem leiðir til óvirkjunar á þessum hvarfstað eftir hvarfið; þessi hópur er vatnsfælinn hópur og hefur tiltölulega stutta uppbyggingu [204, 205]. Haltu áfram að skipta um og nýlega kynnt hýdroxýlhópa, sem leiðir til frekar flókins endanlegrar efnafræðilegs uppbyggingar og HPMC eiginleikar eru mismunandi innan ákveðins sviðs. For HPMC, a small amount of substitution can make its physicochemical properties quite different [206], for example, the physicochemical properties of high methoxy and low hydroxypropyl HPMC are close to MC; Árangur HPMC er nálægt HPC.
1.2.2.3 Eiginleikar hýdroxýprópýlmetýlsellulósa
(1) Hitagelanleiki HPMC
HPMC keðjan hefur einstaka vökva-þornunareiginleika vegna innleiðingar á vatnsfælnum-metýl og vatnssæknum-hýdroxýprópýl hópum. Það gengst smám saman við hlaupbreytingu þegar það er hitað og fer aftur í lausnarástand eftir kælingu. Það er, það hefur hitaframkallaða hlaupeiginleika og hlaupunarfyrirbærið er afturkræft en ekki eins ferli.
Varðandi gelunarbúnað HPMC er almennt viðurkennt að við lægra hitastig (undir gelunarhitastiginu), eru HPMC í lausn og skautunarvatnsameindir bundnar saman með vetnistengingum til að mynda svokallaða „fugla“-eins og supramolecular uppbyggingu. Það eru nokkrar einfaldar flækjur á milli sameindakeðjanna í vökvaðri HPMC, fyrir utan það eru fáar aðrar milliverkanir. Þegar hitastigið eykst gleypir HPMC fyrst orku til að rjúfa vetnistengin milli vatnssameinda og HPMC sameinda, eyðileggur búrlíka sameindabygginguna, tapar smám saman bundnu vatni á sameindakeðjunni og afhjúpar hýdroxýprópýl og metoxý hópa. Þegar hitastigið heldur áfram að aukast (til að ná hlauphitastiginu) mynda HPMC sameindir smám saman þrívíddar netbyggingu með vatnsfælnum tengslum, HPMC gelar myndast að lokum [160, 207, 208].
The addition of inorganic salts has some effect on the gel temperature of HPMC, some decrease the gel temperature due to salting out phenomenon, and others increase the gel temperature due to salt dissolution phenomenon [209]. Með því að bæta við söltum eins og NaCl kemur fyrirbæri útsöltunar fram og hlauphitastig HPMC lækkar [210, 211]. After salts are added to HPMC, water molecules are more inclined to combine with salt ions, so that the hydrogen bond between water molecules and HPMC is destroyed, the water layer around the HPMC molecules is consumed, and the HPMC molecules can be released quickly for Vatnsfælni. Samband, hitastig hlaupmyndunar lækkar smám saman. Þvert á móti, þegar söltum eins og NaSCN er bætt við, kemur fyrirbæri saltupplausnar fram og hlauphitastig HPMC eykst [212]. The order of the decreasing effect of anions on the gel temperature is: SO42− > S2O32− > H2PO4− > F− > Cl− > Br− > NO3−> I− > ClO4− > SCN− , the order of cations on the hlauphitahækkun er: Li+ > Na+ > K+ > Mg2+ > Ca2+ > Ba2+ [213].
Þegar sumum lífrænum smásameindum eins og einhýdrískum alkóhólum sem innihalda hýdroxýlhópa er bætt við eykst hlauphitastigið með aukningu á viðbótarmagni, sýnir hámarksgildi og lækkar síðan þar til fasaskilnaður á sér stað [214, 215]. Þetta er aðallega vegna þess að mólþunginn er lítill, sem er sambærilegur við vatnssameindir í stærðarröð, og getur náð sameindastigi blandanleika eftir blöndun.
(2) Leysni HPMC
HPMC hefur heitt vatn óleysanlegt og kalt vatnsleysanlegt eiginleika svipað og MC, en hægt er að skipta í köldu dreifingartegund og heita dreifitegund í samræmi við mismunandi vatnsleysni [203]. Kalddreifð HPMC getur fljótt dreift í vatni í köldu vatni og seigja þess eykst eftir nokkurn tíma og það er sannarlega leyst upp í vatni; Hitalokað HPMC, þvert á móti, sýnir þéttbýli þegar vatn er bætt við lægra hitastig, en erfiðara er að bæta við. Í háhitavatni er hægt að dreifa HPMC fljótt og seigja eykst eftir að hitastigið lækkar og verður að alvöru HPMC vatnslausn. Leysni HPMC í vatni tengist innihaldi metoxýhópa, sem eru óleysanlegir í heitu vatni yfir 85 °C, 65 °C og 60 °C frá háu til lágu. Almennt séð er HPMC óleysanlegt í lífrænum leysum eins og asetoni og klóróformi, en leysanlegt í etanólvatnslausn og blönduðum lífrænum lausnum.
(3) Saltþol HPMC
Ójónað eðli HPMC gerir það að verkum að það er ekki hægt að jóna það í vatni, þannig að það bregst ekki við málmjónum til að fella út. Hins vegar mun saltbæti hafa áhrif á hitastigið sem HPMC hlaupið myndast við. Þegar saltstyrkur eykst lækkar hlauphitastig HPMC; þegar saltstyrkurinn er lægri en flokkunarmarkið er hægt að auka seigju HPMC lausnarinnar, þannig að við notkun er hægt að ná tilgangi þykknunar með því að bæta við viðeigandi magni af salti [210, 216].
(4) Sýru- og basaþol HPMC
Almennt hefur HPMC sterkan sýru-basa stöðugleika og hefur ekki áhrif á pH við pH 2-12. HPMC sýnir mótstöðu gegn ákveðinni þynntri sýru, en sýnir tilhneigingu til að minnka seigju fyrir óblandaða sýru; basar hafa lítil áhrif á það, en geta aukist lítillega og síðan hægt að minnka seigju lausnarinnar [217, 218].
(5) Áhrif þáttur seigju HPMC
HPMC er gerviplast, lausn þess er stöðug við stofuhita og seigja þess hefur áhrif á mólmassa, styrk og hitastig. Við sama styrk, því hærri sem HPMC mólþunginn er, því meiri seigja; fyrir vöru með sama mólþunga, því hærri sem HPMC styrkurinn er, því meiri seigja; Seigja HPMC vörunnar minnkar með hækkun hitastigs og nær hlauphitastiginu með skyndilegri aukningu á seigju vegna gelunar [9, 219, 220].
(6) Aðrir eiginleikar HPMC
HPMC hefur sterka viðnám gegn ensímum og viðnám þess gegn ensímum eykst með útskiptingu. Því hefur varan stöðugri gæði við geymslu en aðrar sykurvörur [189, 212]. HPMC hefur ákveðna fleyti eiginleika. Vatnsfælin metoxýhópar geta verið aðsogaðir á yfirborð olíufasans í fleyti til að mynda þykkt aðsogslag, sem getur virkað sem verndandi lag; Hægt er að sameina vatnsleysanlega hýdroxýlhópa með vatni til að bæta samfellda fasann. Seigja, hindrar samruna dreifða fasans, dregur úr yfirborðsspennu og kemur á stöðugleika í fleyti [221]. Hægt er að blanda HPMC við vatnsleysanlegar fjölliður eins og gelatín, metýlsellulósa, engisprettur, karragenan og arabískt gúmmí til að mynda einsleita og gagnsæja lausn, og einnig er hægt að blanda við mýkiefni eins og glýserín og pólýetýlen glýkól. [200, 201, 214].
1.2.2.4 Vandamál við notkun hýdroxýprópýlmetýlsellulósa
Í fyrsta lagi takmarkar hátt verð víðtæka notkun HPMC. Þrátt fyrir að HPMC filman hafi góða gagnsæi, eiginleika fituhindrana og vélrænni eiginleika. Hins vegar takmarkar hátt verð þess (um 100.000 / tonn) víðtæka notkun þess, jafnvel í verðmætari lyfjanotkun eins og hylki. Ástæðan fyrir því að HPMC er svo dýrt er í fyrsta lagi vegna þess að hráefnið sellulósa sem notað er til að útbúa HPMC er tiltölulega dýrt. Að auki eru tveir skiptihópar, hýdroxýprópýlhópur og metoxýhópur, græddir á HPMC á sama tíma, sem gerir undirbúningsferlið mjög erfitt. Flóknar, svo HPMC vörur eru dýrari.
Í öðru lagi draga lág seigju og lágir hlaupstyrk eiginleikar HPMC við lágt hitastig úr vinnsluhæfni þess í ýmsum notkunum. HPMC er varmahlaup, sem er til í lausnarástandi með mjög lága seigju við lágt hitastig og getur myndað seigfljótandi fastefnislíkt hlaup við háan hita, þannig að vinnsluferli eins og húðun, úða og dýfa verða að fara fram við háan hita . Annars mun lausnin auðveldlega renna niður, sem leiðir til myndunar á ósamræmdu filmuefni, sem hefur áhrif á gæði og frammistöðu vörunnar. Slík háhitanotkun eykur erfiðleikastuðulinn við rekstur, sem leiðir til mikillar framleiðsluorkunotkunar og hás framleiðslukostnaðar.
1.2.3 Hýdroxýprópýl sterkju kalt hlaup
Sterkja er náttúrulegt fjölliða efnasamband sem er myndað með ljóstillífun plantna í náttúrulegu umhverfi. Fjölsykrur þess eru venjulega geymdar í fræjum og hnýði plantna í formi korna ásamt próteinum, trefjum, olíum, sykri og steinefnum. eða í rótinni [222]. Sterkja er ekki aðeins aðaluppspretta orkuinntöku fyrir fólk heldur einnig mikilvægt iðnaðarhráefni. Vegna víðtækrar uppsprettu, lágs verðs, græns, náttúrulegrar og endurnýjanlegs, hefur það verið mikið notað í matvælum og lyfjum, gerjun, pappírsframleiðslu, textíl- og jarðolíuiðnaði [223].
1.2.3.1 Sterkja og afleiður hennar
Sterkja er náttúruleg háfjölliða þar sem byggingareiningin er α-D-anhýdróglúkósaeining. Mismunandi einingar eru tengdar með glýkósíðtengjum og sameindaformúla hennar er (C6H10O5) n. Hluti sameindakeðjunnar í sterkjukornum er tengdur með α-1,4 glýkósíðtengi, sem er línulegur amýlósi; annar hluti sameindakeðjunnar er tengdur með α-1,6 glýkósíðtengi á þessum grundvelli, sem er greinótt amýlópektín [224]. Í sterkjukornum eru kristallað svæði þar sem sameindum er raðað í reglubundið skipulag og formlaus svæði þar sem sameindunum er raðað óreglulega. hluta samsetningu. Það eru engin skýr mörk á milli kristallaða svæðisins og formlausa svæðisins og amýlópektín sameindir geta farið í gegnum mörg kristallað svæði og myndlaus svæði. Byggt á náttúrulegu eðli sterkjumyndunar er fjölsykrubyggingin í sterkju mismunandi eftir plöntutegundum og upprunastöðum [225].
Þrátt fyrir að sterkja hafi orðið eitt af mikilvægu hráefnum til iðnaðarframleiðslu vegna víðtækrar uppsprettu og endurnýjanlegra eiginleika, hefur innfædd sterkja almennt ókosti eins og lélega vatnsleysni og filmumyndandi eiginleika, litla ýru- og hlaupandi hæfileika og ófullnægjandi stöðugleika. Til að stækka notkunarsviðið er sterkja venjulega breytt eðlisefnafræðilega til að laga það að mismunandi kröfum um forrit [38, 114]. Það eru þrír frjálsir hýdroxýlhópar á hverri byggingareiningu glúkósa í sterkjusameindum. Þessir hýdroxýlhópar eru mjög virkir og gefa sterkju eiginleika sem líkjast pólýólum, sem gefa möguleika á sterkjudenaturation.
Eftir breytingar hafa sumir eiginleikar innfæddrar sterkju verið bættir að miklu leyti og sigrast á notkunargöllum innfæddrar sterkju, svo breytt sterkja gegnir lykilhlutverki í núverandi iðnaði [226]. Oxuð sterkja er ein af mest notuðu breyttu sterkjunum með tiltölulega þroskaðri tækni. Í samanburði við innfædda sterkju er auðveldara að gelatínisera oxaða sterkju. Kostir mikillar viðloðun. Esterified sterkja er sterkjuafleiða sem myndast með estringu hýdroxýlhópa í sterkju sameindum. Mjög lítið skipti getur breytt eiginleikum innfæddra sterkju verulega. Gagnsæi og kvikmyndamyndandi eiginleikar sterkju líma eru augljóslega bættir. Eteruð sterkja er eterunarviðbrögð hýdroxýlhópa í sterkjusameindum til að mynda fjölsterkjueter, og afturgræðsla þess er veik. Við sterkar basískar aðstæður sem ekki er hægt að nota oxað sterkju og esterist sterkju, getur eterbindingin einnig verið tiltölulega stöðugt. viðkvæmt fyrir vatnsrofi. Sýrubreytt sterkja, sterkjan er meðhöndluð með sýru til að auka amýlósainnihald, sem leiðir til aukinnar afturgræðslu og sterkjumassa. Það er tiltölulega gegnsætt og myndar fast hlaup við kælingu [114].
1.2.3.2 Uppbygging hýdroxýprópýl sterkju
Hýdroxýprópýl sterkja (HPS), en sameindabygging hennar er sýnd á myndum 1-4, er ójónaður sterkjueter, sem er framleiddur með eterunarhvarfi própýlenoxíðs við sterkju við basískar aðstæður [223, 227, 228] og þess efnahvarfajafna er sýnd á mynd 1-6.
Við myndun HPS, auk þess að hvarfast við sterkju til að mynda hýdroxýprópýl sterkju, getur própýlenoxíð einnig hvarfast við hýdroxýprópýl sterkju sem myndast til að mynda pólýoxýprópýl hliðarkeðjur. stig staðgengils. Staðgráða (DS) vísar til meðalfjölda útskiptra hýdroxýlhópa á hvern glúkósýlhóp. Flestir glúkósýlhópar sterkju innihalda 3 hýdroxýlhópa sem hægt er að skipta út, þannig að hámarks DS er 3. Mólhlutfallsstig (MS) vísar til meðalmassa skiptihópa á mól glúkósýlhóps [223, 229]. Vinnuaðstæður hýdroxýprópýlerunarhvarfsins, formgerð sterkjukornanna og hlutfall amýlósa og amýlópektíns í innfæddri sterkju hafa öll áhrif á stærð MS.
1.2.3.3 Eiginleikar hýdroxýprópýlsterkju
(1) Köld hlaup HPS
Fyrir heitt HPS sterkju líma, sérstaklega kerfið með mikið amýlósainnihald, meðan á kælingu ferli, flækjast amýlósa sameinda keðjurnar í sterkju líma flækju hvert við annað til að mynda þrívíddar netuppbyggingu og sýna augljósar traustar hegðun. Það verður teygjanlegt, myndar hlaup og getur snúið aftur í lausnarástand eftir endurhitun, það er að segja að það hefur kalda hlaup eiginleika, og þetta hlaupfyrirbæri hefur afturkræft eiginleika [228].
Hinn gelatíneraði amýlósi er stöðugt spólaður til að mynda samása eina þyrlubyggingu. The outside of these single helical structures is a hydrophilic group, and the inside is a hydrophobic cavity. Við háan hita er HPS til í vatnslausn sem tilviljunarkenndar spólur sem sumir stakir þyrillaga hlutar teygja sig út úr. Þegar hitastigið er lækkað eru vetnistengslin milli HPS og vatns brotin, byggingarvatnið tapast og vetnistengslin milli sameindakeðjanna myndast stöðugt og mynda loksins þrívíddar uppbyggingu netkerfisins. Fyllingarfasinn í hlaupkerfinu sterkju er leifar sterkjukorn eða brot eftir gelatínun og samtvinnun sumra amýlópektíns stuðlar einnig að myndun hlaups [230-232].
(2) Vatnssækni HPS
Innleiðing vatnssækinna hýdroxýprópýlhópa veikir styrk vetnistengja milli sterkjusameinda, stuðlar að hreyfingu sterkjusameinda eða -hluta og dregur úr bræðsluhita sterkju örkristalla; uppbyggingu sterkjukorna breytist og yfirborð sterkjukorna er gróft Þegar hitastigið hækkar koma fram einhverjar sprungur eða göt, þannig að vatnssameindir geta auðveldlega farið inn í sterkjukornin, sem gerir sterkju auðveldara að bólgna og gelatínisera, Þannig að gelatínunarhitastig sterkju lækkar. Þegar skiptingin eykst lækkar gelatínunarhitastig hýdroxýprópýlsterkju og að lokum getur það bólgnað í köldu vatni. Eftir hýdroxýprópýleringu var flæðihæfni, stöðugleiki við lágan hita, gagnsæi, leysni og filmumyndandi eiginleika sterkjumassa bætt [233-235].
(3) Stöðugleiki HPS
HPS er ójónandi sterkjueter með miklum stöðugleika. Við efnahvörf eins og vatnsrof, oxun og þvertengingu mun etertengi ekki rofna og skiptihóparnir falla ekki af. Þess vegna eru eiginleikar HPS tiltölulega minna fyrir áhrifum af raflausnum og pH, sem tryggir að það sé hægt að nota á breitt svið sýru-basa pH [236-238].
1.2.3.4 Notkun HPS á sviði matvæla og lyfja
HPS er eitrað og bragðlaust, með góða meltingargetu og tiltölulega lága vatnsrofsseigju. Það er viðurkennt sem örugg æt, breytt sterkja heima og erlendis. Strax á fimmta áratugnum samþykktu Bandaríkin hýdroxýprópýl sterkju til beinnar notkunar í matvæli [223, 229, 238]. HPS er breytt sterkja sem er mikið notuð á matvælasviðinu, aðallega notuð sem þykkingarefni, sviflausn og stöðugleikaefni.
Það er hægt að nota í þægindamat og frystan mat eins og drykki, ís og sultur; það getur að hluta komið í stað dýrs æts gúmmí eins og gelatín; það er hægt að gera það að ætum filmum og nota sem matarhúð og umbúðir [229, 236].
HPS er almennt notað á sviði læknisfræði sem fylliefni, bindiefni fyrir lækningajurtir, sundrunarefni fyrir töflur, efni fyrir lyfjafræðileg mjúk og hörð hylki, lyfjahúð, þéttingarefni fyrir gervi rauð blóðkorn og plasmaþykkingarefni osfrv. [239] .
1.3 Fjölliðasamsetning
Fjölliðaefni eru mikið notuð á öllum sviðum lífsins og eru ómissandi og mikilvæg efni. Stöðug þróun vísinda og tækni gerir kröfur fólks sífellt fjölbreyttari og það er almennt erfitt fyrir einþátta fjölliðaefni að uppfylla fjölbreyttar notkunarkröfur manna. Að sameina tvær eða fleiri fjölliður er hagkvæmasta og árangursríkasta aðferðin til að fá fjölliða efni með lágu verði, framúrskarandi frammistöðu, þægilegri vinnslu og víðtækri notkun, sem hefur vakið athygli margra vísindamanna og hefur verið veitt meiri og meiri athygli [240-242] .
1.3.1 Tilgangur og aðferð við fjölliðablöndun
Megintilgangur fjölliða samsetningar: (l) til að hámarka umfangsmikla eiginleika efna. Mismunandi fjölliður eru samsettar, þannig að lokasambandið heldur framúrskarandi eiginleikum eins makrómúlu, lærir af styrkleika hvors annars og er viðbót við veikleika þess og hámarkar alhliða eiginleika fjölliða efna. (2) Draga úr efniskostnaði. Some polymer materials have excellent properties, but they are expensive. Þess vegna er hægt að blanda þeim saman við aðrar ódýrar fjölliður til að draga úr kostnaði án þess að hafa áhrif á notkunina. (3) Bættu efnisvinnslueiginleika. Sum efni hafa framúrskarandi eiginleika en erfitt er að vinna úr og hægt er að bæta við öðrum fjölliðum til að bæta vinnslueiginleika þeirra. (4) Til að styrkja ákveðinn eiginleika efnisins. Til að bæta árangur efnisins í ákveðnum þætti er önnur fjölliða notuð til að breyta því. (5) Þróa nýjar aðgerðir efna.
Algengar fjölliðablöndunaraðferðir: (l) Bræðslublöndur. Undir klippingu verkunar samsetningarbúnaðarins eru mismunandi fjölliður hitaðir að ofan seigfljótandi flæðishitastigið til að blanda saman og síðan kældar og kornaðar eftir samsetningu. (2) Blöndun lausnar. Hrært í tvo íhluta og blandað saman með því að nota sameiginlegan leysir, eða uppleystar mismunandi fjölliða lausnir eru hrærðar jafnt og þá er leysirinn fjarlægður til að fá fjölliða efnasamband. (3) Fleytiblöndur. Eftir að hafa hrært og blandað saman mismunandi fjölliða fleyti af sömu ýruefni gerð er storkuefni bætt við til að koma í veg fyrir fjölliðuna til að fá fjölliða efnasamband. (4) Samfjölliðun og samsett. Þ.mt samfjölliðun ígræðslu, samfjölliðun og viðbrögð samfjölliðunar, fylgir samsetningarferlið með efnafræðilegum viðbrögðum. (5) Interpenetrating Network [10].
1.3.2 Samsetning náttúrulegra fjölsykra
Náttúruleg fjölsykrur eru algengur flokkur fjölliða efna í náttúrunni, sem venjulega eru efnafræðilega breytt og sýna ýmsa framúrskarandi eiginleika. Hins vegar hafa stök fjölsykrurefni oft ákveðnar afköstar takmarkanir, þannig að mismunandi fjölsykrum er oft samsett til að ná þeim tilgangi að bæta við árangurs kosti hvers íhluta og auka umfang notkunarinnar. Strax á níunda áratugnum hafa rannsóknir á samsetningu mismunandi náttúrulegra fjölsykrur aukist verulega [243]. Rannsóknirnar á náttúrulegu fjölsykru efnasambandskerfinu heima og erlendis beinast að mestu leyti á efnasambandskerfi curdlan og ekki kúrdlan og efnasambandskerfisins með tvenns konar fjölsykru sem ekki er bætt.
1.3.2.1 Flokkun náttúrulegra fjölsykruhýdrógela
Náttúrulegum fjölsykrum má skipta í curdlan og non-curdlan eftir getu þeirra til að mynda gel. Sumar fjölsykrur geta myndað gel af sjálfu sér, svo þær eru kallaðar curdlan, eins og karragenan o.s.frv.; aðrar hafa enga hlaupandi eiginleika sjálfir, og eru kallaðar non-curd fjölsykrur, eins og xantangúmmí.
Hægt er að fá vatnsgel með því að leysa upp náttúrulegt curdlan í vatnslausn. Byggt á hitaafturkræfni hlaupsins sem myndast og hitaháð stuðul þess, er hægt að skipta því í eftirfarandi fjórar mismunandi gerðir [244]:
(1) Cryogel, fjölsykrulausn getur aðeins fengið hlaup við lágt hitastig, svo sem karragenan.
(2) Hitaframkallað hlaup, fjölsykrulausn getur aðeins fengið hlaup við háan hita, svo sem glúkómannan.
(3) Fjölsykrulausnin getur ekki aðeins fengið hlaup við lægra hitastig, heldur einnig fengið hlaup við hærra hitastig, en sýnir lausnarástand við millihitastig.
(4) The solution can only obtain gel at a certain temperature in the middle. Different natural curdlan has its own critical (minimum) concentration, above which gel can be obtained. Mikilvægur styrkur hlaupsins er tengdur samfelldri lengd fjölsykru sameindakeðjunnar; styrkur hlaupsins hefur mikil áhrif á styrk og mólþunga lausnarinnar og almennt eykst styrkur hlaupsins eftir því sem styrkurinn eykst [245].
1.3.2.2 Samsett kerfi af curdlan og non-curdlan
Að blanda saman non-curdlan með curdlan bætir almennt hlaupstyrk fjölsykra [246]. Samsetning konjac gúmmísins og karragenans eykur stöðugleika og hlaupmýkt samsettu hlaupkerfisins og bætir hlaupstyrk þess verulega. Wei Yu o.fl. blandað saman karragenan og konjac gúmmíi, og rætt um uppbyggingu hlaupsins eftir blöndun. Rannsóknin kom í ljós að eftir að hafa samsett Carrageenan og Konjac gúmmí voru samverkandi áhrif framleidd og netuppbygging sem einkennist af Carrageenan var mynduð, Konjac gúmmí er dreift í henni og hlaupnet hennar er þéttara en Pure Carrageenan [247]. Kohyama o.fl. rannsakað efnasambandskerfi karragenans/konjac-gúmmísins og niðurstöðurnar sýndu að með stöðugri aukningu á mólmassa konjac-gúmmísins hélt rofálagið á samsettu hlaupinu áfram að aukast; konjac gúmmí með mismunandi mólþunga sýndi svipaða hlaupmyndun. hitastig. In this compound system, the formation of the gel network is undertaken by carrageenan, and the interaction between the two curdlan molecules results in the formation of weak cross-linked regions [248]. Nishinari o.fl. rannsakaði Gellan Gum/Konjac Gum Compound kerfið og niðurstöðurnar sýndu að áhrif einhliða katjóna á samsettu hlaupið voru meira áberandi. Það getur aukið kerfisstuðul og hlaupamyndun. Divalent katjónir geta stuðlað að myndun samsettra gela að vissu marki, en óhóflegt magn mun valda fasa aðskilnaði og draga úr stuðul kerfisins [246]. Breneer o.fl. rannsakaði samsetningu Carrageenan, Locust Bean Gum og Konjac gúmmí og komst að því að Carrageenan, Locust Bean Gum og Konjac Gum geta valdið samverkandi áhrifum og ákjósanlegasta hlutfallið er Locust Bean/Carrageenan 1: 5,5, Konjac Gum/Carrageenan 1: 7 , og þegar þeir þrír eru samsettir saman, eru samverkandi áhrif þau sömu og í Carrageenan/Konjac gúmmíinu, sem gefur til kynna að það sé engin sérstök samsett af þessum þremur. samspil [249].
1.3.2.2 Tvö kerfi sem ekki eru curdlan
Tvö náttúruleg fjölsykrur sem hafa ekki hlaup eiginleika geta sýnt hlaup eiginleika með blandun, sem leiðir til hlaupafurða [250]. Með því að sameina engisprettur baunagúmmí með xanthan gúmmíi framleiðir samverkandi áhrif sem framkallar myndun nýrra gela [251]. Einnig er hægt að fá nýja hlaupafurð með því að bæta xanthan gúmmí við Konjac Glucomannan við samsetningu [252]. Wei Yanxia o.fl. rannsakað gigtareiginleika fléttunnar af engisprettubaunum og xantangúmmíi. Niðurstöðurnar sýna að efnasambandið af Locust Bean Gum og Xanthan gúmmíi framleiðir samverkandi áhrif. Þegar hlutfall efnasambandsins er 4: 6 eru sterkustu samverkandi áhrifin [253]. Fitzsimons o.fl. Samsett Konjac Glucomannan með xanthan gúmmí við stofuhita og undir upphitun. Niðurstöðurnar sýndu að öll efnasambönd sýndu hlaup eiginleika, sem endurspegluðu samverkandi áhrif þessara tveggja. Samsetningarhitastigið og burðarvirki Xanthan gúmmí hafði ekki áhrif á samspil þessara tveggja [254]. Guo Shoujun og aðrir rannsökuðu upprunalega blöndu af svínasjúkum baunagúmmíi og xanthan gúmmíi og niðurstöðurnar sýndu að svínasýkingar baunagúmmí og xanthan gúmmí hafa sterk samverkandi áhrif. Besta samsetningarhlutfall svínasjúkra baunagúmmí og xanthan gúmmísambands lím er 6/4 (w/w). Það er 102 sinnum það sem af stakri lausn sojabauna gúmmísins og hlaupið myndast þegar styrkur efnasambandsins nær 0,4%. Samsett lím hefur mikla seigju, góðan stöðugleika og gigtfræðilega eiginleika og er framúrskarandi matgulir [255].
1.3.3 Samhæfni fjölliða samsettra efna
Samhæfni, frá varmafræðilegu sjónarhorni, vísar til þess að ná samhæfni á sameindastigi, einnig þekktur sem gagnkvæmur leysni. According to the Flory-Huggins model theory, the free energy change of the polymer compound system during the compounding process conforms to the Gibbs free energy formula:
���=△���—T△S (1-1)
Meðal þeirra, △���er hin flókna frjálsa orka, △���er flókinn hiti, er flókinn óreiðu; er alger hitastig; flókna kerfið er aðeins samhæft kerfi þegar ókeypis orkan breytist △���á flóknu ferli [256].
Hugmyndin um blandanleika stafar af þeirri staðreynd að mjög fá kerfi geta náð varmafræðilegum samhæfni. Blandanleiki vísar til getu mismunandi íhluta til að mynda einsleitar fléttur og almennt notaða viðmiðið er að flétturnar sýni einn gler umbreytingarpunkt.
Ólíkt hitaaflfræðilegum eindrægni vísar almenn eindrægni til getu hvers efnis í samsettu kerfinu til að koma til móts við hvern annan, sem er lagt til frá hagnýtu sjónarhorni [257].
Byggt á almennum eindrægni er hægt að skipta fjölliða efnasamböndum í algjörlega samhæfð, að hluta til og algjörlega ósamrýmanleg kerfi. Fullt samhæft kerfi þýðir að efnasambandið er hitafræðilega blandanlegt á sameindastigi; Að hluta til samhæft kerfi þýðir að efnasambandið er samhæft innan ákveðins hitastigs eða samsetningarsviðs; algjörlega ósamrýmanlegt kerfi þýðir að efnasambandið er ekki hægt að blanda saman á sameindastigi við hvaða hitastig eða samsetningu sem er.
Vegna ákveðins skipulagsmismunur og sköpulagsmyndun milli mismunandi fjölliða eru flest fjölliða flókin kerfi að hluta til samhæfð eða ósamrýmanleg [11, 12]. Það fer eftir fasa aðskilnað efnasambandskerfisins og blöndunarstig, samhæfni að hluta samhæfða kerfisins mun einnig vera mjög breytileg [11]. Fjölþjóðlegar eiginleikar fjölliða samsetningar eru nátengdir innri smásjárgerð þeirra og eðlisfræðilegum og efnafræðilegum eiginleikum hvers íhluta. 240], svo það er mjög þýðingu að rannsaka smásjá formgerð og eindrægni efnasambandsins.
Rannsóknar- og einkennisaðferðir fyrir samhæfni tvöfaldra efnasambanda:
(1) Hitastig glerbreytingar T���samanburðaraðferð. Að bera saman T���af efnasambandinu með T���af íhlutum þess, ef aðeins eitt T���appears in the compound, the compound system is a compatible system; Ef það eru tveir t���, og to to t���staðsetningar efnasambandsins eru í hópunum tveimur Miðja punktanna T���gefur til kynna að samsetta kerfið sé að hluta til samhæft kerfi; ef það eru tveir T���, og þeir eru staðsettir á stöðum tveggja íhluta T���, gefur það til kynna að samsetta kerfið sé ósamrýmanlegt kerfi.
T���Prófunartækin sem oft eru notuð í samanburðaraðferðinni eru dynamic thermomechanical greiningartæki (DMA) og mismunaskönnun hitaeiningamælir (DSC). Þessi aðferð getur fljótt metið samhæfni efnasambandskerfisins, en ef T���af þessum tveimur hlutum er svipað, eitt T���mun einnig birtast eftir samsetningu, þannig að þessi aðferð hefur ákveðna annmarka [10].
(2) Formfræðileg athugunaraðferð. Athugaðu fyrst stórsæja formgerð efnasambandsins. Ef efnasambandið hefur augljósan fasaaðskilnað er hægt að dæma til bráðabirgða að efnasambandið sé ósamrýmanlegt kerfi. Í öðru lagi er smásæ formgerð og fasabygging efnasambandsins skoðað með smásjá. Þættirnir tveir sem eru fullkomlega samhæfðir munu mynda einsleitt ástand. Þess vegna getur efnasambandið með góða eindrægni fylgst með samræmdri fasadreifingu og lítilli dreifðum fasa kornastærð. og óskýrt viðmót.
Prófunartækin sem oft eru notuð í staðfræðiathugunaraðferðinni eru ljóssmásjá og skanna rafeindasmásjá (SEM). Hægt er að nota staðfræðiathugunaraðferðina sem hjálparaðferð ásamt öðrum lýsingaraðferðum.
(3) Gagnsæisaðferð. Í að hluta samhæfðu efnasambandskerfi geta þessir tveir þættir verið samrýmanlegir innan ákveðins hitastigs og samsetningarsviðs og fasaskilnaður mun eiga sér stað umfram þetta svið. Í ferlinu við umbreytingu efnasambandskerfisins úr einsleitu kerfi í tveggja fasa kerfi mun ljósgeislun þess breytast, þannig að hægt er að rannsaka samhæfni þess með því að rannsaka gagnsæi efnasambandsins.
Þessa aðferð er aðeins hægt að nota sem hjálparaðferð, vegna þess að þegar brotstuðull fjölliðanna tveggja er eins er efnasambandið sem fæst með því að blanda saman tveimur ósamrýmanlegu fjölliðunum einnig gegnsætt.
(4) Gigtaraðferð. Í þessari aðferð er skyndileg breyting á seigjuteygjubreytum efnasambandsins notuð sem merki um fasaaðskilnað, til dæmis er skyndileg breyting á seigju-hitaferlinu notuð til að merkja fasaskilnaðinn og skyndileg breyting á sýnilegu skurðspennu-hitaferill er notaður sem merki um fasaaðskilnað. Blöndunarkerfið án fasaaðskilnaðar eftir blöndun hefur góða eindrægni og þau sem eru með fasaaðskilnað eru ósamrýmanleg eða að hluta til samhæf kerfi [258].
(5) Kúrfuaðferð Han. Ferill Han er lg���'(���) lg G”, ef Han-ferill efnasambandskerfisins er ekki háður hitastigi, og Han-ferillinn við mismunandi hitastig myndar aðalferil, er samsetta kerfið samhæft; ef samsetta kerfið er samhæft er Han ferillinn hitaháður. Ef Han ferillinn er aðskilinn frá hvor öðrum við mismunandi hitastig og getur ekki myndað aðalferil, er samsetta kerfið ósamrýmanlegt eða að hluta til. Þess vegna er hægt að dæma samhæfni efnasambandsins í samræmi við aðskilnað Han ferilsins.
(6) Lausn seigjuaðferð. Þessi aðferð notar breytingu á seigju lausnar til að einkenna samhæfni efnasambandskerfisins. Við mismunandi styrkleika lausnar er seigja efnasambandsins teiknuð á móti samsetningunni. Ef það er línulegt samband þýðir það að efnasambandskerfið er fullkomlega samhæft; Ef það er ólínulegt samband þýðir það að efnasambandskerfið er að hluta til samhæft; ef það er S-laga ferill, þá sýnir það að samsetta kerfið er algjörlega ósamrýmanlegt [10].
(7) Innrautt litrófsgreining. Eftir að fjölliðunum tveimur er blandað saman, ef eindrægni er góð, verða milliverkanir eins og vetnistengi, og hljómsveitarstöður einkennandi hópa á innrauða litróf hvers hóps á fjölliða keðjunni munu breytast. Offset einkennandi hópsbanda fléttunnar og hver hluti getur dæmt eindrægni flókins kerfis.
Að auki er einnig hægt að rannsaka eindrægni fléttanna með hitaþyngdarmælingum, röntgengeislun, röntgengeisladreifingu með litlu horni, ljósdreifingu, nifteindadreifingu, kjarnasegulómun og úthljóðstækni [10].
1.3.4 Rannsóknarframfarir á hýdroxýprópýl metýlsellulósa/hýdroxýprópýl sterkjublöndu
1.3.4.1 Samsetning hýdroxýprópýlmetýlsellulósa og annarra efna
Efnasambönd af HPMC og öðrum efnum eru aðallega notuð í lyfjaeftirlitskerfi og ætum eða niðurbrjótanlegum kvikmyndum umbúða. Við notkun lyfjastýrðrar losunar innihalda fjölliðurnar sem oft eru blandaðar með HPMC tilbúnar fjölliður eins og pólývínýlalkóhól (PVA), mjólkursýru-glýkólsýru samfjölliða (PLGA) og pólýkaprólaktón (PCL), auk próteina, náttúrulegar fjölliður eins og fjölsykrur. Abdel-Zaher o.fl. rannsakað byggingarsamsetningu, hitastöðugleika og tengsl þeirra við frammistöðu HPMC/PVA samsettra efna, og niðurstöðurnar sýndu að það er nokkur blandanleiki í nærveru fjölliðanna tveggja [259]. Zabihi o.fl. notað HPMC/PLGA flókið til að útbúa örhylki fyrir stýrða og viðvarandi losun insúlíns, sem getur náð viðvarandi losun í maga og þörmum [260]. Javed o.fl. blandað vatnssæknum HPMC og vatnsfælin PCL og notað HPMC/PCL fléttur sem örhylkjaefni fyrir lyfjastýrða og viðvarandi losun, sem hægt væri að losa í mismunandi hlutum mannslíkamans með því að stilla blöndunarhlutfallið [261]. Ding o.fl. rannsakað gigtareiginleika eins og seigju, kraftmikla seigjuteygni, skriðbata og tíkótrópíu HPMC/kollagenfléttna sem notuð eru á sviði stjórnaðrar lyfjalosunar, sem veitti fræðilegar leiðbeiningar fyrir iðnaðarnotkun [262]. Arthanari, Cai og Rai o.fl. [263-265] Flétturnar af HPMC og fjölsykrum eins og kítósan, xantangúmmí og natríumalgínati voru beitt í ferli bóluefnis og lyfja við viðvarandi losun, og niðurstöðurnar sýndu stjórnanleg lyfjalosunaráhrif [263-265].
Við þróun á ætum eða niðurbrjótanlegum filmuumbúðum eru fjölliðurnar sem oft eru blandaðar með HPMC aðallega náttúrulegar fjölliður eins og lípíð, prótein og fjölsykrur. Karaca, Fagundes og Contreras-Oliva o.fl. búið til ætar samsettar himnur með HPMC/lípíðfléttum og notaðar þær til að varðveita plómur, kirsuberjatómata og sítrus. Niðurstöðurnar sýndu að HPMC/lípíð flókin himnur höfðu góð bakteríudrepandi áhrif þess að halda ferskum [266-268]. Shetty, Rubilar og Ding o.fl. studied the mechanical properties, thermal stability, microstructure, and interactions between components of edible composite films prepared from HPMC, silk protein, whey protein isolate, and collagen, respectively [269-271]. Esteghlal o.fl. mótað HPMC með gelatíni til að undirbúa ætar filmur til notkunar í lífrænum umbúðum [111]. Priya, Kondaveeti, Sakata og Ortega-Toro o.fl. unnin HPMC/kítósan HPMC/xýlóglúkan, HPMC/etýlsellulósa og HPMC/sterkju ætar samsettar filmur, í sömu röð, og rannsakað varmastöðugleika þeirra, vélræna eiginleika, örbyggingu og bakteríudrepandi eiginleika [139, 272-274]. HPMC/PLA efnasambandið er einnig hægt að nota sem umbúðaefni fyrir matvæli, venjulega með útpressun [275].
Við þróun á ætum eða niðurbrjótanlegum filmuumbúðum eru fjölliðurnar sem oft eru blandaðar með HPMC aðallega náttúrulegar fjölliður eins og lípíð, prótein og fjölsykrur. Karaca, Fagundes og Contreras-Oliva o.fl. búið til ætar samsettar himnur með HPMC/lípíðfléttum og notaðar þær til að varðveita plómur, kirsuberjatómata og sítrus. Niðurstöðurnar sýndu að HPMC/lípíð flókin himnur höfðu góð bakteríudrepandi áhrif þess að halda ferskum [266-268]. Shetty, Rubilar og Ding o.fl. studied the mechanical properties, thermal stability, microstructure, and interactions between components of edible composite films prepared from HPMC, silk protein, whey protein isolate, and collagen, respectively [269-271]. Esteghlal o.fl. mótað HPMC með gelatíni til að undirbúa ætar filmur til notkunar í lífrænum umbúðum [111]. Priya, Kondaveeti, Sakata og Ortega-Toro o.fl. unnin HPMC/kítósan HPMC/xýlóglúkan, HPMC/etýlsellulósa og HPMC/sterkju ætar samsettar filmur, í sömu röð, og rannsakað varmastöðugleika þeirra, vélræna eiginleika, örbyggingu og bakteríudrepandi eiginleika [139, 272-274]. HPMC/PLA efnasambandið er einnig hægt að nota sem umbúðaefni fyrir matvæli, venjulega með útpressun [275].
1.3.4.2 Samsetning sterkju og annarra efna
Rannsóknirnar á samsetningu sterkju og annarra efna beindust upphaflega að ýmsum vatnsfælnum alifatískum pólýesterefnum, þar á meðal pólýmjólkursýru (PLA), pólýkaprólaktóni (PCL), pólýbútenrúnsýra (PBSA), o.fl. 276]. Muller o.fl. rannsakað uppbyggingu og eiginleika sterkju/PLA samsettra efna og víxlverkun þar á milli og sýndu niðurstöður að víxlverkun þeirra tveggja var veik og vélrænir eiginleikar samsettra efna lélegir [277]. Correa, Komur og Diaz-Gomez o.fl. rannsakað vélræna eiginleika, rheological eiginleika, hlaup eiginleika og samhæfni tveggja íhluta sterkju/PCL fléttna, sem voru notuð við þróun lífbrjótanlegra efna, líffræðilegra efna og vefjaverkfræði vinnupalla [278-280]. Ohkika o.fl. komist að því að blandan af maíssterkju og PBSA lofar góðu. Þegar sterkjuinnihaldið er 5-30% getur aukið innihald sterkjukorna aukið stuðulinn og dregið úr togspennu og lenging við brot [281,282]. Hydrophobic aliphatic polyester is thermodynamically incompatible with hydrophilic starch, and various compatibilizers and additives are usually added to improve the phase interface between starch and polyester. Szadkowska, Ferri og Li o.fl. rannsakaði áhrif silanól-byggðra mýkinga, maleic anhýdríðslinsolíu og virkni jurtaolíuafleiður á uppbyggingu og eiginleika sterkju/PLA fléttna, hver um sig [283-285]. Ortega-Toro, Yu o.fl. notaði sítrónusýru og dífenýlmetandíísósýanat til að samhæfa sterkju/PCL efnasamband og sterkju/PBSA efnasamband, í sömu röð, til að bæta efniseiginleika og stöðugleika [286, 287].
Á undanförnum árum hafa sífellt fleiri rannsóknir verið gerðar á blöndun sterkju við náttúrulegar fjölliður eins og prótein, fjölsykrur og lípíð. Teklehaimanot, Sahin-Nadeen og Zhang o.fl. rannsökuðu eðlisefnafræðilega eiginleika sterkju/zeins, sterkju/mysupróteins og sterkju/gelatínfléttna, í sömu röð, og niðurstöðurnar náðu allar góðum árangri, sem hægt er að nota á lífefni í matvælum og hylki [52, 288, 289]. Lozanno-Navarro, Talon og Ren o.fl. rannsakað ljósgeislun, vélrænni eiginleika, bakteríudrepandi eiginleika og styrk kítósans sterkju/kítósans samsettra kvikmynda, í sömu röð, og bætt við náttúrulegum útdrætti, tepólýfenólum og öðrum náttúrulegum bakteríudrepandi efnum til að bæta bakteríudrepandi áhrif samsettu kvikmyndarinnar. The research results show that the starch/chitosan composite film has great potential in the active packaging of food and medicine [290-292]. Kaushik, Ghanbarzadeh, Arvanitoyannis og Zhang o.fl. rannsakaði eiginleika sterkju/sellulósa nanókristalla, sterkju/karboxýmetýlsellulósa, sterkju/metýlsellulósa og sterkju/hýdroxýprópýlmetýlsellulósa samsettra kvikmynda, og aðalforritið í ætum/lífrænu niðurstöður umbúðaefni [293-295]. Dafe, Jumaidin og Lascombes o.fl. rannsakað sterkju/matargúmmísambönd eins og sterkju/pektín, sterkju/agar og sterkju/karragenan, aðallega notuð á sviði matvæla- og matvælaumbúða [296-298]. Eðlisefnafræðilegir eiginleikar tapíóka sterkju/maisolíu, sterkju/lípíðfléttna voru rannsakaðir af Perez, De o.fl., aðallega til að leiðbeina framleiðsluferli pressaðs matvæla [299, 300].
1.3.4.3 Samsett hýdroxýprópýl metýlsellulósa og sterkju
Sem stendur eru ekki margar rannsóknir á efnasambandakerfi HPMC og sterkju heima og erlendis, og flestar þeirra eru að bæta litlu magni af HPMC inn í sterkjugrunnið til að bæta öldrun sterkju. Jimenez o.fl. notaði HPMC til að draga úr öldrun innfæddra sterkju til að bæta gegndræpi sterkju himna. Niðurstöðurnar sýndu að viðbót HPMC dró úr öldrun sterkju og jók sveigjanleika samsettu himnunnar. Súrefnisgegndræpi samsettu himnunnar jókst verulega, en vatnsheldur árangur ekki. Hversu mikið hefur breyst [301]. Villacres, Basch o.fl. blandað saman HPMC og tapíóka sterkju til að útbúa HPMC/sterkju samsett filmu umbúðir, og rannsakað mýkingaráhrif glýseríns á samsettu filmuna og áhrif kalíumsorbats og nísíns á bakteríudrepandi eiginleika samsettu filmunnar. Niðurstöðurnar Það sýnir að með aukningu á HPMC innihaldi eykst teygjanleiki og togstyrkur samsettu filmunnar, lengingin við brot minnkar og vatnsgufugegndræpi hefur lítil áhrif; Kalíum sorbat og nisin geta bæði bætt samsettu kvikmyndina. Bakteríudrepandi áhrif tveggja bakteríudrepandi lyfja eru betri þegar þau eru notuð saman [112, 302]. Ortega-Toro o.fl. rannsakaði eiginleika HPMC/sterkju heitu pressuðu samsettra himna og rannsakaði áhrif sítrónusýru á eiginleika samsettra himna. Niðurstöðurnar sýndu að HPMC var dreift í stöðugum fasa sterkju og bæði sítrónusýran og HPMC höfðu áhrif á öldrun sterkju. að vissu marki hömlunar [139]. Ayorinde o.fl. Notað HPMC/sterkju samsett filmu til að húð af amlodipini til inntöku og niðurstöðurnar sýndu að sundrunartími og losunarhlutfall samsettu myndarinnar voru mjög góðir [303].
Zhao Ming o.fl. rannsakað áhrif sterkju á vökvasöfnunarhraða HPMC filma og niðurstöðurnar sýndu að sterkja og HPMC höfðu ákveðin samverkandi áhrif sem leiddi til heildaraukningar á vökvasöfnunarhraða [304]. Zhang o.fl. rannsakað filmueiginleika HPMC/HPS efnasambandsins og lagaeiginleika lausnarinnar. Niðurstöðurnar sýna að HPMC/HPS efnasambandskerfið hefur ákveðna eindrægni, frammistöðu efnasambandshimnunnar er góð og gigtarfræðilegir eiginleikar HPS til HPMC hafa góð jafnvægisáhrif [305, 306]. Það eru fáar rannsóknir á HPMC/sterkju efnasambandakerfinu með hátt HPMC innihald, og flestar þeirra eru í grunnum frammistöðurannsóknum og fræðilegar rannsóknir á efnasambandakerfinu eru tiltölulega ábótavant, sérstaklega hlaup HPMC/HPS kalt-hita snúið -fasa samsett hlaup. Vélrænar rannsóknir eru enn í tómu ástandi.
1.4 Ræfræði fjölliða fléttna
Í vinnslu fjölliða efna mun flæði og aflögun óhjákvæmilega eiga sér stað og rheology er vísindin sem rannsaka flæði og aflögunarlögmál efna [307]. Rennsli er eiginleiki fljótandi efna, meðan aflögun er eiginleiki fastra (kristallaðs) efna. Almennur samanburður á vökvaflæði og aflögun á föstu formi er sem hér segir:
Í hagnýtri iðnaðarnotkun fjölliða efna ákvarða seigja þeirra og seigja teygjanlegt vinnslugetu þeirra. Í ferli vinnslu og mótunar, með breytingu á klippihraða, getur seigja fjölliða efna verið stór stærð af nokkrum stærðargráðum. Breyta [308]. Gigtareiginleikar eins og seigja og klippaþynning hafa bein áhrif á stjórn dælingar, gegnflæðis, dreifingar og úðunar við vinnslu fjölliðaefna og eru mikilvægustu eiginleikar fjölliðaefna.
1.4.1 Seigjistleiki fjölliða
Undir ytri kraftinum getur fjölliða vökvinn ekki aðeins streymt, heldur einnig sýnt aflögun, sem sýnt er eins konar „seigju“ frammistöðu, og kjarni hans er sambúð „fast-fljótandi tveggja fasa“ [309]. However, this viscoelasticity is not linear viscoelasticity at small deformations, but nonlinear viscoelasticity where the material exhibits large deformations and prolonged stress [310].
Náttúrulegu fjölsykru vatnslausnin er einnig kölluð hýdrósól. Í þynntu lausninni eru fjölsykru makrómúlur í formi vafninga sem eru aðskildir frá hvor annarri. Þegar styrkurinn eykst að ákveðnu gildi fléttast makrómóluspólurnar saman og skarast hvort annað. Gildið er kallað mikilvægi styrkurinn [311]. Fyrir neðan mikilvægan styrk er seigja lausnarinnar tiltölulega lág og hún hefur ekki áhrif á skurðhraðann, sem sýnir Newtonian vökvahegðun; þegar mikilvægum styrk er náð byrja stórsameindir sem upphaflega hreyfast í einangrun að flækjast hver við aðra og seigja lausnarinnar eykst verulega. hækkun [312]; en þegar styrkurinn fer yfir mikilvægan styrk, kemur fram þynning á klippingu og lausnin sýnir vökvahegðun sem ekki er Newton [245].
Sum hýdrósól geta myndað hlaup við ákveðnar aðstæður og seigjueiginleikar þeirra einkennast venjulega af geymslustuðul G', tapstuðul G" og tíðniháð þeirra. Geymslustuðullinn samsvarar teygjanleika kerfisins, en tapsstuðullinn samsvarar seigju kerfisins [311]. Í þynntum lausnum er engin flæking á milli sameinda, þannig að yfir breitt tíðnisvið er G′ mun minni en G″ og sýndi mikla tíðniháð. Þar sem G′ og G″ eru í réttu hlutfalli við tíðnina ω og í sömu röð, þegar tíðnin er hærri, G′ > G″. Þegar styrkurinn er hærri en mikilvægi styrkurinn eru G′ og G″ enn háð tíðni. Þegar tíðnin er lægri, G′ < G″, og tíðnin eykst smám saman, munu þeir tveir fara yfir og snúast í G′ > á hátíðnisvæðinu G”.
Mikilvægur punktur þar sem náttúrulegt fjölsykruhýdrósól umbreytist í hlaup er kallað hlauppunktur. Það eru margar skilgreiningar á hlauppunkti og sú sem oftast er notuð er skilgreiningin á kraftmikilli seigjuteygni í gigt. Þegar geymslustuðull G′ kerfisins er jöfn tapstuðul G″ er það hlauppunkturinn og G′ > G″ Hlaupmyndun [312, 313].
Sumar náttúrulegar fjölsykru sameindir mynda veik tengsl og hlaupbygging þeirra eyðileggst auðveldlega og G' er aðeins stærri en G", sem sýnir lægri tíðni háð; á meðan sumar náttúrulegar fjölsykru sameindir geta myndað stöðug krosstengingarsvæði, sem hlaupbyggingin er sterkari, G′ er miklu stærri en G″ og hefur enga tíðni háð [311].
1.4.2 Rheological hegðun fjölliða fléttna
Fyrir fullkomlega samhæft fjölliða efnasambandskerfi er efnasambandið einsleitt kerfi og seigjanleiki þess er almennt summan af eiginleikum einnar fjölliða og hægt er að lýsa seigjuteygni þess með einföldum reynslureglum [314]. Æfingin hefur sannað að einsleita kerfið er ekki til þess fallið að bæta vélrænni eiginleika þess. Þvert á móti hafa sum flókin kerfi með fasaaðskilin mannvirki framúrskarandi árangur [315].
Samhæfni efnasambandskerfis sem er að hluta til samhæft verður fyrir áhrifum af þáttum eins og hlutfalli kerfissambanda, skurðhraða, hitastig og íhlutabyggingu, sem sýnir eindrægni eða fasaaðskilnað, og umskipti frá eindrægni yfir í fasaaðskilnað er óhjákvæmilegt. sem leiðir til verulegra breytinga á seigju kerfisins [316, 317]. Á undanförnum árum hafa verið gerðar fjölmargar rannsóknir á seigjuteygjuhegðun hluta samhæfra fjölliða flókinna kerfa. Rannsóknin sýnir að gigtarleg hegðun efnasambandakerfisins á eindrægnisvæðinu sýnir einkenni einsleita kerfisins. Á fasaaðskilnaðarsvæðinu er gigtarhegðunin allt önnur en einsleita svæðið og afar flókin.
Skilningur á gigtarfræðilegum eiginleikum blöndunarkerfisins við mismunandi styrkleika, blöndunarhlutföll, skurðhraða, hitastig o.s.frv. hefur mikla þýðingu fyrir rétt val á vinnslutækni, skynsamlega hönnun formúla, strangt eftirlit með gæðum vöru og viðeigandi minnkun framleiðslu. energy consumption. [309]. Til dæmis, fyrir hitastigviðkvæm efni, er hægt að breyta seigju efnisins með því að stilla hitastigið. Og bæta vinnsluárangur; Skilja klippa þynningarsvæði efnisins, veldu viðeigandi klippahraða til að stjórna vinnsluárangur efnisins og bæta framleiðslugerfið.
1.4.3 Þættir sem hafa áhrif á gigtfræðilega eiginleika efnasambandsins
1.4.3.1 Samsetning
Eðlisfræðilegir og efnafræðilegir eiginleikar og innri uppbygging efnasambandakerfisins eru alhliða endurspeglun á sameinuðu framlagi eiginleika hvers efnisþáttar og víxlverkun íhlutanna. Þess vegna hafa eðlis- og efnafræðilegir eiginleikar hvers efnis sjálfs afgerandi hlutverk í efnasambandskerfinu. Samhæfni milli mismunandi fjölliða er mjög mismunandi, sumar eru mjög samhæfar og sumar eru næstum algjörlega ósamrýmanlegar.
1.4.3.2 Hlutfall efnasambandskerfisins
Seigjateygni og vélrænni eiginleikar fjölliða efnasambandskerfisins munu breytast verulega með breytingu á hlutfalli efnasambanda. Þetta er vegna þess að efnasambandshlutfallið ákvarðar framlag hvers efnis til efnasambandskerfisins og hefur einnig áhrif á hvern þátt. víxlverkun og fasadreifingu. Xie Yajie o.fl. rannsakað kítósan/hýdroxýprópýlsellulósa og komst að því að seigja efnasambandsins jókst verulega með aukningu á hýdroxýprópýlsellulósainnihaldi [318]. Zhang Yayuan o.fl. rannsakað fléttuna af xantangúmmíi og maíssterkju og komst að því að þegar hlutfall xantangúmmís var 10% jókst samkvæmisstuðullinn, uppskeruálagið og vökvastuðull flókna kerfisins verulega. Augljóslega [319].
1.4.3.3 Skurhlutfall
Flestir fjölliðavökvar eru gerviplastvökvar, sem eru ekki í samræmi við flæðilögmál Newtons. Aðaleinkennið er að seigja er í grundvallaratriðum óbreytt við lága klippingu og seigja minnkar verulega með aukningu á skurðhraða [308, 320]. Hægt er að skipta rennslisferli fjölliða vökva í þrjú svæði: lágskyggni Newtonian svæðið, þynningasvæði og stöðugleika svæði með klippingu. Þegar klippihraðinn hefur tilhneigingu til að núll, verður streitan og álagið línulegt og flæðishegðun vökvans er svipuð og í Newtonian vökva. Á þessum tíma stefnir seigja að ákveðnu gildi, sem kallast núll-shear seigja η0. η0 endurspeglar hámarks slökunartíma efnisins og er mikilvæg breytu fjölliða efna, sem tengist meðalmólmassa fjölliðunnar og virkjunarorku seigfljótandi flæðis. In the shear thinning zone, the viscosity gradually decreases with the increase of the shear rate, and the phenomenon of “shear thinning” occurs. Þetta svæði er dæmigert flæðissvæði við vinnslu fjölliðaefna. Á háu klippa stöðugleikasvæðinu, þegar klippahraðinn heldur áfram að aukast, hefur seigjan tilhneigingu til annars stöðugs, óendanlega klippa seigju η∞, en yfirleitt er erfitt að ná þessu svæði.
1.4.3.4 Hitastig
Temperature directly affects the intensity of random thermal motion of molecules, which can significantly affect intermolecular interactions such as diffusion, molecular chain orientation, and entanglement. Almennt, meðan á flæði fjölliða efna stendur, fer hreyfing sameindakeðja fram í hlutum; eftir því sem hitastigið eykst eykst lausa rúmmálið og flæðisviðnám hlutanna minnkar þannig að seigja minnkar. Hins vegar, fyrir sumar fjölliður, þegar hitastigið eykst, myndast vatnsfæln tengsl milli keðjanna, þannig að seigja eykst í staðinn.
Ýmsar fjölliður hafa mismunandi næmi fyrir hitastigi og sama háa fjölliðan hefur mismunandi áhrif á frammistöðu vélbúnaðar hennar á mismunandi hitastigssviðum.
1.5 Rannsóknarþýðingu, rannsóknartilgangur og rannsóknarinnihald þessa efnis
1.5.1 Mikilvægi rannsókna
Þrátt fyrir að HPMC sé öruggt og ætlegt efni sem er mikið notað á sviði matvæla og lyfja, hefur það góða filmumyndandi, dreifiandi, þykknandi og stöðugleika eiginleika. HPMC kvikmynd hefur einnig góða gagnsæi, olíuhindranir og vélræna eiginleika. Hins vegar takmarkar hátt verð þess (um 100.000 / tonn) víðtæka notkun þess, jafnvel í verðmætari lyfjanotkun eins og hylki. Að auki er HPMC hitaframkallað hlaup, sem er til í lausnarástandi með lága seigju við lágt hitastig, og getur myndað seigfljótandi fastefnislíkt hlaup við háan hita, þannig að vinnsluferlar eins og húðun, úðun og dýfing verða að bera. út við háan hita, sem veldur mikilli framleiðsluorkunotkun og háum framleiðslukostnaði. Eiginleikar eins og lægri seigja og hlaupstyrkur HPMC við lágt hitastig draga úr vinnsluhæfni HPMC í mörgum forritum.
Aftur á móti er HPS ódýrt (um 20.000/tonn) ætu efni sem er einnig mikið notað á sviði matar og lyfja. Ástæðan fyrir því að HPMC er svo dýr er að hráefnið sellulósa sem notað er til að undirbúa HPMC er dýrara en hráefnið sterkja sem notað er til að undirbúa HPS. Að auki er HPMC ígrundað með tveimur skiptihópum, hýdroxýprópýl og metoxý. Fyrir vikið er undirbúningsferlið mjög flókið, þannig að verð HPMC er mun hærra en HPS. Þetta verkefni vonast til að skipta út sumum af dýru HPMC-tækjunum fyrir lágt verð HPS og lækka vöruverðið á grundvelli þess að viðhalda svipuðum aðgerðum.
Að auki er HPS kalt hlaup, sem er til í seigjuteygjanlegu hlaupi við lágan hita og myndar flæðandi lausn við háan hita. Þess vegna getur það að bæta HPS við HPMC lækkað hlauphitastig HPMC og aukið seigju þess við lágt hitastig. og hlaupstyrkur, sem bætir vinnsluhæfni þess við lágt hitastig. Þar að auki hefur HPS æt filma góða súrefnishindrunareiginleika, svo að bæta HPS við HPMC getur bætt súrefnishindrunareiginleika ætrar filmu.
Í stuttu máli, samsetning HPMC og HPS: Í fyrsta lagi hefur það mikilvæga fræðilega þýðingu. HPMC er heitt hlaup og HPS er kalt hlaup. Með því að blanda þessu tvennu saman er fræðilega breytingapunktur á milli heitra og kaldra gela. Stofnun HPMC/HPS kalt og heitt hlaup efnasambandskerfis og verkunarrannsóknir þess geta veitt nýja leið til rannsókna á þessari tegund af köldu og heitu öfugfasa hlaupblöndukerfi, komið á fót fræðilegum leiðbeiningum. Í öðru lagi getur það dregið úr framleiðslukostnaði og bætt vöruhagnað. Með samsetningu HPS og HPMC er hægt að draga úr framleiðslukostnaði hvað varðar hráefni og framleiðsluorkunotkun og auka hagnað vörunnar til muna. Í þriðja lagi getur það bætt vinnsluafköst og aukið forritið. Að bæta við HPS getur aukið styrk og hlaupstyrk HPMC við lágt hitastig og bætt vinnsluafköst þess við lágt hitastig. Að auki er hægt að bæta afköst vörunnar. Með því að bæta við HPS til að undirbúa ætu samsettu filmuna af HPMC/HPS er hægt að bæta súrefnishindranir ætu filmunnar.
Samhæfni fjölliða efnasambandskerfisins getur beint ákvarðað smásjá formgerð og alhliða eiginleika efnasambandsins, sérstaklega vélrænni eiginleika. Þess vegna er mjög mikilvægt að rannsaka eindrægni HPMC/HPS efnasambandskerfisins. Both HPMC and HPS are hydrophilic polysaccharides with the same structural unit-glucose and modified by the same functional group hydroxypropyl, which greatly improves the compatibility of the HPMC/HPS compound system. Hins vegar er HPMC kalt hlaup og HPS er heitt hlaup og öfug hlauphegðun þeirra tveggja leiðir til fasaaðskilnaðarfyrirbæri HPMC/HPS efnasambandakerfisins. In summary, the phase morphology and phase transition of the HPMC/HPS cold-hot gel composite system are quite complex, so the compatibility and phase separation of this system will be very interesting.
Formfræðileg uppbygging og rheological hegðun fjölliða flókinna kerfa eru innbyrðis tengdar. Annars vegar mun rheological hegðun við vinnslu hafa mikil áhrif á formfræðilega uppbyggingu kerfisins; á hinn bóginn getur rheological hegðun kerfisins endurspeglað nákvæmlega breytingar á formfræðilegri uppbyggingu kerfisins. Þess vegna er mjög mikilvægt að rannsaka gigtfræðilega eiginleika HPMC/HPS efnasambanda til að leiðbeina framleiðslu, vinnslu og gæðaeftirlit.
Stórsæir eiginleikar eins og formfræðileg uppbygging, eindrægni og rheology HPMC/HPS kalt og heitt hlaup efnasambandakerfisins eru kraftmiklir og verða fyrir áhrifum af röð þátta eins og styrk lausnar, blöndunarhlutfall, skurðhraða og hitastig. Sambandið milli smásjárfræðilegrar formgerðar og stórsæislegra eiginleika samsetta kerfisins er hægt að stjórna með því að stjórna formfræðilegri uppbyggingu og samhæfni samsetta kerfisins.
1.5.2 Rannsóknartilgangur
HPMC/HPS kalt og heitt öfugfasa hlaupefnasambandskerfi var smíðað, gigtareiginleikar þess rannsakaðir og áhrif eðlis- og efnafræðilegrar uppbyggingar íhlutanna, blöndunarhlutfalls og vinnsluskilyrða á gigtareiginleika kerfisins könnuð. Ætanlega samsetta filman af HPMC/HPS var útbúin og stórsæir eiginleikar eins og vélrænni eiginleikar, loftgegndræpi og sjónrænir eiginleikar filmunnar voru rannsakaðir og áhrifaþættir og lögmál könnuð. Skoðaðu kerfisbundið fasaskipti, eindrægni og fasaaðskilnað HPMC/HPS kalda og heita öfugfasa hlaupfléttukerfisins, kanna áhrifaþætti þess og gangverk og koma á tengslum milli smásjárgerðar formgerðar og stórsæja eiginleika. Formfræðileg uppbygging og samhæfni samsetta kerfisins eru notuð til að stjórna eiginleikum samsettra efna.
1.5.3 Rannsóknarefni
Til að ná væntanlegum rannsóknartilgangi mun þessi grein gera eftirfarandi rannsóknir:
(1) Construct the HPMC/HPS cold and hot reversed-phase gel compound system, and use a rheometer to study the rheological properties of the compound solution, especially the effects of concentration, compounding ratio and shear rate on the viscosity and flow index of efnasambandskerfið. Könnuð voru áhrif og lögmál gigtareiginleika eins og tíkótrópíu og tíkótrópíu og myndunarháttur köldu og heitu samsettu hlaups var kannaður fyrst.
(2) HPMC/HPS æt samsett filma var útbúin og skanna rafeindasmásjá var notuð til að rannsaka áhrif eðlislægra eiginleika hvers efnishluta og samsetningarhlutfalls á smásæja formgerð samsettu kvikmyndarinnar; Vélrænni eiginleiki prófunaraðilans var notaður til að rannsaka eðlislæga eiginleika hvers íhluta, samsetning samsettu kvikmyndarinnar Áhrif hlutfallsins og umhverfisins rakastig á vélrænni eiginleika samsettu kvikmyndarinnar; notkun súrefnisflutningshraðaprófunar og UV-Vis litrófsmælis til að rannsaka áhrif eðlislægra eiginleika íhlutanna og efnasambandshlutfalls á súrefnis- og ljósflutningseiginleika samsettu filmunnar. Samhæfni og fasaaðskilnaður HPMC/HPS kulda- heitt öfugt hlaup samsett kerfi var rannsakað með skönnun rafeindasmásjár, hitaþyngdargreiningu og kraftmikilli varmavélrænni greiningu.
(3) Sambandið á milli smásjárgerðarforms og vélrænna eiginleika HPMC/HPS kalt heitt andhverfu hlaupsamsetningarkerfisins var komið á. Ætanlega samsetta filman af HPMC/HPS var útbúin og áhrif styrks efnasambanda og hlutfalls efnasambanda á fasadreifingu og fasaskipti sýnisins voru rannsökuð með ljóssmásjá og joðlitunaraðferð; Áhrifsreglan um styrk efnasambanda og hlutfall efnasambanda á vélræna eiginleika og ljósgjafaeiginleika sýnanna var staðfest. Sambandið milli smíði og vélrænna eiginleika HPMC/HPS kalt-heitu andhverfu hlaupasamsetningarkerfisins var rannsakað.
(4) Áhrif HPS-skiptastigs á gigtareiginleika og hlaupeiginleika HPMC/HPS kalt-heitt öfugfasa hlaupsamsett kerfi. Áhrif HPS staðgengilsstigs, skurðhraða og hitastigs á seigju og aðra rheological eiginleika efnasambandakerfisins, svo og hlaupbreytingarpunktur, modulus frequency dependence og aðrir hlaup eiginleikar og lögmál þeirra voru rannsökuð með því að nota rheometer. Hitaháð fasadreifing og fasaskipti sýnanna voru rannsökuð með joðlitun og hlaupunarferli HPMC/HPS kalt-heitt öfugfasa hlaupfléttukerfisins var lýst.
(5) Áhrif breytinga á efnafræðilegri uppbyggingu HPS á stórsæja eiginleika og samhæfni HPMC/HPS kalt-heitt öfugfasa hlaupsamsett kerfi. Ætanlega samsetta kvikmyndin af HPMC/HPS var útbúin og áhrif HPS hýdroxýprópýlskiptastigs á kristalbyggingu og örsvæðisbyggingu samsettu kvikmyndarinnar voru rannsökuð með samstillingargeislun með litlum hornum röntgengeisladreifingartækni. Áhrifalögmál HPS hýdroxýprópýlskiptagráðu á vélrænni eiginleika samsettra himna var rannsakað með vélrænni eignaprófara; áhrifalögmál HPS staðgengilsgráðu á súrefnisgegndræpi samsettra himna var rannsakað með súrefnisgegndræpi prófunartæki; HPS hýdroxýprópýl Áhrif hópskipta á hitastöðugleika HPMC/HPS samsettra kvikmynda.
2. kafli Rheological Study of HPMC/HPS efnasamband
Náttúrulegar fjölliða-undirstaða ætar filmur er hægt að útbúa með tiltölulega einfaldri blautri aðferð [321]. Í fyrsta lagi er fjölliðan leyst upp eða dreift í vökvafasanum til að útbúa ætan kvikmynd sem myndar vökva eða kvikmynd sem myndar og síðan einbeitt með því að fjarlægja leysinn. Hér er aðgerðin venjulega framkvæmd með þurrkun við aðeins hærra hitastig. Þetta ferli er venjulega notað til að framleiða forpakkaðar ætar kvikmyndir, eða til að húða vöruna beint með kvikmyndamyndun með því að dýfa, bursta eða úða. Hönnun á ætum kvikmyndavinnslu krefst öflunar á nákvæmum gigtfræðilegum gögnum um kvikmyndamyndandi vökvann, sem hefur mikla þýðingu fyrir gæðaeftirlit vöru á ætum umbúðum og húðun [322].
HPMC er hitauppstreymi, sem myndar hlaup við háan hita og er í lausnarástandi við lágan hita. Þessi hitauppstreymiseiginleiki gerir seigju sína við lágan hita mjög lágan, sem er ekki til þess fallinn að sérstök framleiðsluferli eins og að dýfa, bursta og dýfa. Aðgerð, sem leiðir til lélegrar vinnsluhæfni við lágt hitastig. Aftur á móti er HPS kalt hlaup, seigfljótandi hlaupástand við lágan hita og háan hita. Lág seigja lausnarástand. Þess vegna, með því að blanda þessu tvennu, er hægt að koma jafnvægi á gigtareiginleika HPMC eins og seigju við lágt hitastig að vissu marki.
Þessi kafli fjallar um áhrif lausnarstyrks, blöndunarhlutfalls og hitastigs á gigtareiginleika eins og núll-shear seigju, flæðisstuðul og tíkótrópíu HPMC/HPS kalt-heitt andhverfu hlaupefnasambandakerfisins. Viðbótareglan er notuð til að ræða fyrirfram um samhæfni efnasambandsins.
2.2 Tilraunaaðferð
2.2.1 Undirbúningur HPMC/HPS efnasambandslausnar
Vigtið fyrst HPMC og HPS þurrt duft og blandið í samræmi við 15% (w/w) styrkleika og mismunandi hlutföllum 10:0, 7:3, 5:5, 3:7, 0:10; bætið síðan við 70 °C í C vatni, hrærið hratt í 30 mínútur við 120 rpm/mín til að dreifa HPMC að fullu; Hitið síðan lausnina í yfir 95 °C, hrærið hratt í 1 klst á sama hraða til að gelatínisera HPS alveg; Gelatíneringu er lokið eftir það, hitastig lausnarinnar var hratt lækkað í 70 ° C og HPMC var að fullu leyst upp með því að hræra á hægum hraða 80 snúninga á mínútu/mín í 40 mínútur. (Allir m/w í þessari grein eru: þurr grunnmassi sýnis/heildarlausnarmassi).
2.2.2 Ræfræðilegir eiginleikar HPMC/HPS efnasambandakerfis
2.2.2.1 Meginregla gigtargreiningar
Snúningsmælirinn er búinn par af upp og niður samhliða klemmum og hægt er að ná einföldu klippiflæði með hlutfallslegri hreyfingu milli klemmanna. Hægt er að prófa rheometerinn í skrefaham, flæðiham og sveiflustillingu: í skrefaham getur rheometerinn beitt tímabundinni streitu á sýnið, sem er aðallega notað til að prófa skammvinn einkennissvörun og stöðugt ástand sýnisins. Mat og teygjanlegt viðbragð eins og slökun á streitu, skrið og bata; in flow mode, the rheometer can apply linear stress to the sample, which is mainly used to test the dependence of the viscosity of the sample on shear rate and the dependence of viscosity on temperature and thixotropy; í sveiflustillingu getur rheometer myndað sinusoidal sveifluálagi til skiptis, sem er aðallega notað til að ákvarða línulega seigjuteygjusvæðið, mat á hitastöðugleika og hlauphitastig sýnisins.
2.2.2.2 Prófunaraðferð fyrir rennslisham
Notuð var samhliða plötufesting með 40 mm þvermál og plötubilið var stillt á 0,5 mm.
1. Seigjan breytist með tímanum. Prófunarhitastigið var 25°C, skurðhraðinn var 800 s-1 og prófunartíminn var 2500 s.
2. Seigjan er breytileg eftir skurðhraða. Prófunarhiti 25 °C, forskurðarhraði 800 s-1, forskurðartími 1000 s; klippihraði 10²-10³s.
Skúfspennan (τ ) og skurðhraðinn (γ) fylgir kraftlögmáli Ostwald-de Waele:
̇τ=K.γ n (2-1)
þar sem τ er skurðspennan, Pa;
γ er skúfhraði, s-1;
n er lausafjárvísitalan;
K er seigjustuðullinn, Pa·sn.
Sambandið milli seigju (ŋ) fjölliðalausnarinnar og skúfhraða (γ) er hægt að passa með carren stuðuli:
Meðal þeirra,ŋ0klippa seigja, Pa s;
ŋ∞er óendanleg skurðseigja, Pa s;
λer slökunartíminn, s;
n er þynningarstuðullinn;
3. Þriggja þrepa tíkótrópíuprófunaraðferð. Prófunarhitinn er 25 °C, a. Kyrrstæða stigið, klippihraðinn er 1 s-1, og prófunartíminn er 50 sek; b. Skúfstigið, skurðhraðinn er 1000 s-1 og prófunartíminn er 20 s; c. Endurheimtunarferlið uppbyggingarinnar, klippihraðinn er 1 s-1 og prófunartíminn er 250 s.
Í endurheimtarferli uppbyggingu er endurheimtarstig uppbyggingarinnar eftir mismunandi batatíma gefið upp með endurheimtarhraða seigju:
Meðal þeirra,ŋt er seigja á endurheimtartíma byggingarinnar ts, Pa s;
hŋer seigja í lok fyrsta stigs, Pa s.
2.3 Niðurstöður og umræður
2.3.1 Áhrif skúftíma á rheological eiginleika efnasambandakerfisins
At a constant shear rate, the apparent viscosity may show different trends with increasing shear time. Mynd 2-1 sýnir dæmigerða feril seigju á móti tíma í HPMC/HPS efnasambandskerfi. Það má sjá á myndinni að með lengingu klippitímans minnkar sýnileg seigja stöðugt. Þegar klippitíminn nær um það bil 500 s, nær seigjunni stöðugu ástandi, sem gefur til kynna að seigja samsetta kerfisins undir háhraða klippingu hafi ákveðið gildi. Tímaháð, þ.e. þjaxótrópíu, er sýnd innan ákveðins tímabils.
Þess vegna, þegar rannsakað er breytileikalög um seigju efnasambandskerfisins með klippihraðanum, áður en raunverulegt stöðugu klippipróf, er ákveðið tímabil háhraða forklippu til að útrýma áhrifum thixotropy á efnasambandakerfið . Þannig fæst lögmálið um seigjubreytingu með skurðhraða sem einn þátt. Í þessari tilraun náði seigja allra sýna stöðugu ástandi fyrir 1000 s við háan skurðhraða 800 1/s með tímanum, sem ekki er teiknað upp hér. Þess vegna, í framtíðartilraunahönnuninni, var forklipping í 1000 s með háum skurðhraða 800 1/s tekin upp til að útrýma áhrifum tíkótrópíu allra sýna.
2.3.2 Áhrif styrks á gigtareiginleika efnasambandakerfisins
Almennt eykst seigja fjölliðalausna með aukningu lausnarstyrks. Mynd 2-2 sýnir áhrif styrks á skurðhraða háð seigju HPMC/HPS samsetninga. Af myndinni getum við séð að við sama skurðhraða eykst seigja efnasambandakerfisins smám saman með aukningu á styrk lausnarinnar. Seigja HPMC/HPS samsettra lausna með mismunandi styrk minnkaði smám saman með aukningu á klippihraða, sem sýndi augljósan skyggnisþynningu fyrirbæri, sem benti til þess að efnasamböndin með mismunandi styrk tilheyrðu gervivökva. Hins vegar sýndi skurðhraða háð seigju aðra þróun með breytingu á styrk lausnar. Þegar lausnarstyrkurinn er lágur er klippþynning fyrirbæri samsettu lausnarinnar lítið; með aukningu á styrk lausnarinnar er klippþynning fyrirbæri samsettu lausnarinnar augljósari.
2.3.2.1 Áhrif styrks á núllskurð seigju efnasambandskerfis
Seigju-skurðhraða ferlar efnasambandskerfisins við mismunandi styrkleika voru settir með Carren líkaninu og núll-skera seigja efnasambandslausnarinnar var framreiknuð (0,9960 < R₂< 0,9997). Áhrif styrks á seigju efnasambandslausnarinnar er hægt að rannsaka frekar með því að rannsaka sambandið milli seigju núlls og styrks. Á mynd 2-3 má sjá að sambandið milli núll-shear seigju og styrks efnasambandslausnarinnar fylgir kraftlögmáli:
þar sem k og m eru fastar.
Í tvöföldu lógaritmísku hnitunum, eftir stærð halla m, má sjá að háð styrksins sýnir tvær mismunandi stefnur. Samkvæmt kenningu Dio-Edwards, við lágan styrk, er hallinn meiri (m = 11,9, R2 = 0,9942), sem tilheyrir þynntri lausn; en við háan styrk er hallinn tiltölulega lítill (m = 2,8, R2 = 0,9822), sem tilheyrir undir- þykkri lausn. Þess vegna er hægt að ákvarða mikilvægan styrk C* efnasambandskerfisins sem 8% í gegnum mót þessara tveggja svæða. Samkvæmt sameiginlegu sambandi milli mismunandi ástands og styrks fjölliða í lausn er sameindaástandslíkan HPMC/HPS efnasambandakerfis í lághitalausn lagt til, eins og sýnt er á mynd 2-3.
HPS er kalt hlaup, það er hlaup við lágan hita og það er lausnarástand við háan hita. Við prófunarhitastigið (25 °C) er HPS hlaupástand, eins og sýnt er á bláa netsvæðinu á myndinni; þvert á móti, HPMC er heitt hlaup, Við prófunarhitastigið er það í lausnarástandi, eins og sýnt er í rauðu línu sameindinni.
Í þynntri lausninni C < C* eru HPMC sameindakeðjurnar aðallega til sem sjálfstæðar keðjubyggingar og útilokað rúmmál gerir keðjurnar aðskildar hver frá annarri; ennfremur hefur HPS hlaupfasinn víxlverkun við nokkrar HPMC sameindir til að mynda heild Formið og HPMC óháðar sameindakeðjur eru aðskildar frá hvor annarri, eins og sýnt er á mynd 2-2a.
Með auknum styrk minnkaði fjarlægðin milli sjálfstæðu sameindakeðjanna og fasasvæða smám saman. Þegar mikilvægum styrk C* er náð eykst HPMC sameindirnar sem hafa samskipti við HPS hlaupfasann smám saman og sjálfstæðu HPMC sameindakeðjurnar byrja að tengjast hver annarri og mynda HPS fasann sem hlaupstöðina og HPMC sameindakeðjurnar eru samtvinnuð. og tengjast hvert öðru. Örhlaupsástandið er sýnt á mynd 2-2b.
Með frekari aukningu styrksins, C > C*, minnkar fjarlægðin á milli HPS hlaupfasanna enn frekar, og flækju HPMC fjölliða keðjurnar og HPS fasasvæðið verða flóknari og víxlverkunin er ákafari, þannig að lausnin sýnir hegðun svipað og fjölliða bráðnar, eins og sýnt er á mynd 2-2c.
2.3.2.2 Áhrif styrks á vökvahegðun efnasambandskerfis
Ostwald-de Waele kraftalögmálið (sjá formúlu (2-1)) er notað til að passa skurðspennu- og skurðhraðaferla (ekki sýnt í textanum) efnasambandskerfisins með mismunandi styrk, og flæðistuðul n og seigjustuðul. Hægt er að fá K. , mátun niðurstaða er eins og sýnt er í töflu 2-1.
Tafla 2-1 flæðishegðunarvísitala (N) og vökva samkvæmisvísitala (k) HPS/HPMC lausnarinnar með ýmsum styrk við 25 ° C
Flæðisveldi Newtons vökva er n = 1, flæðisveldi gerviþynningarvökva er n < 1, og því lengra sem n víkur frá 1, því sterkari er gervimýktnleiki vökvans og flæðisveldi víkkandi vökva er n > 1. Af töflu 2-1 má sjá að n gildi efnasambandslausnanna með mismunandi styrk eru öll minni en 1, sem gefur til kynna að efnasambandslausnirnar séu allar gerviplastvökvar. Við lágan styrk er n-gildi blönduðrar lausnar nálægt 0, sem gefur til kynna að efnasambandslausnin með lágstyrkleika sé nálægt Newtons vökva, því í lágstyrks efnasambandslausninni eru fjölliðakeðjurnar til óháðar hver annarri. Með aukningu á styrk lausnarinnar minnkaði N gildi efnasambandsins smám saman, sem benti til þess að aukning styrksins jók gervihegðun efnasambandsins. Samskipti eins og flækja áttu sér stað á milli og við HPS fasann og flæðihegðun hans var nær hegðun fjölliða bráðna.
Við lágan styrk er seigjustuðull k efnasambandskerfisins lítill (C <8%, k <1 pa · sn), og með aukningu styrks eykst K gildi efnasambandsins smám saman, sem gefur til kynna að seigja á Efnasambandskerfið minnkaði, sem er í samræmi við styrk háðs núlls seigju.
2.3.3 Áhrif blöndunarhlutfalls á rheological eiginleika blöndunarkerfis
Mynd 2-4 Seigja á móti skurðhraða HPMC/HPS lausnar með mismunandi blöndunarhlutfalli við 25 °C
Tafla 2-2 Flæðihegðunarstuðull (n) og vökvasamkvæmnistuðull (K) HPS/HPMC lausnarinnar með mismunandi blöndunarhlutföllum við 25°
Myndir 2-4 sýna áhrif samsetningarhlutfalls á skyggnishraða háð HPMC/HPS samsetningarlausnar. Það má sjá á myndinni að seigja efnasambandskerfisins með lágt HPS innihald (HPS <20%) breytist ekki verulega með hækkun klippahraða, aðallega vegna þess að í efnasambandinu með lítið HPS innihald, HPMC í lausnarástandi við lágt hitastig er samfelldur fasi; seigja efnasambandakerfisins með hátt HPS innihald minnkar smám saman með aukningu á klippihraða, sem sýnir augljóst klippþynningarfyrirbæri, sem gefur til kynna að efnasambandslausnin sé gerviplastvökvi. Við sama klippahraða eykst seigja efnasambandalausnarinnar með aukningu á HPS innihaldi, sem er aðallega vegna þess að HPS er í seigfljótandi hlaupástandi við lágan hita.
Using the Ostwald-de Waele power law (see formula (2-1)) to fit the shear stress-shear rate curves (not shown in the text) of the compound systems with different compound ratios, the flow exponent n and the viscosity coefficient K, mátunarniðurstöðurnar eru sýndar í töflu 2-2. Það má sjá af töflunni að 0,9869 < R2 < 0,9999, þá er útkoman betri. Rennslisstuðull n efnasambandskerfisins lækkar smám saman með aukningu á HPS innihaldi, en seigjustuðull K sýnir smám saman vaxandi tilhneigingu með aukningu á HPS innihaldi, sem gefur til kynna að viðbót HPS geri blandaða lausnina seigfljótari og erfiðara að flæða. . Þessi þróun er í samræmi við rannsóknarniðurstöður Zhang, en fyrir sama blöndunarhlutfall er n-gildi blönduðu lausnarinnar hærra en niðurstaða Zhangs [305], sem er aðallega vegna þess að forklipping var framkvæmd í þessari tilraun til að útrýma áhrifum tíkótrópíu. er útrýmt; Zhang-niðurstaðan er afleiðing af sameinuðu verkun thixotropy og skurðhraða; Nánar verður fjallað um aðskilnað þessara tveggja aðferða í 5. kafla.
2.3.3.1 Áhrif samsetningarhlutfalls á núll klippa seigju samsetningarkerfisins
Sambandið á milli rheological eiginleika einsleita fjölliða efnasambanda kerfisins og rheological eiginleika íhlutanna í kerfinu er í samræmi við logaritmíska samantektarregluna. Fyrir tveggja þátta efnasambandskerfi er hægt að tjá sambandið milli efnasambandskerfisins og hvers efnis með eftirfarandi jöfnu:
Þar á meðal er F breytu gæðaeiginleika hins flókna kerfis;
F1, F2 eru gigtarbreytur efnisþáttar 1 og efnisþáttar 2, í sömu röð;
Þess vegna er hægt að reikna út núllskeru seigju efnasambandsins eftir að hafa samsett með mismunandi samsetningarhlutföllum samkvæmt lógaritmískri samantektarreglu til að reikna út samsvarandi spáð gildi. Tilraunagildi efnasamsetningarlausna með mismunandi efnasambandshlutföll voru enn framreiknuð með kareni sem festist á seigju-klippiferlinum. The predicted value of the zero shear viscosity of the HPMC/HPS compound system with different compound ratios is compared with the experimental value, as shown in Figure 2-5.
Punktalínuhlutinn á myndinni er spáð gildi núllskurðseigju efnasambandslausnarinnar sem fæst með logaritmísku summureglunni og punktalínuritið er tilraunagildi samsetta kerfisins með mismunandi samsetningarhlutföllum. Það má sjá á myndinni að tilraunagildi efnasambandslausnarinnar sýnir ákveðið jákvætt-neikvætt-frávik miðað við blöndunarregluna, sem gefur til kynna að efnasambandskerfið geti ekki náð varmafræðilegri eindrægni og efnasambandskerfið er samfelld fasadreifing kl. lágt hitastig „sjávareyja“ uppbygging tveggja fasa kerfisins; og með stöðugri lækkun á HPMC/HPS blönduhlutfallinu breyttist samfelldi fasi blöndunarkerfisins eftir að blöndunarhlutfallið var 4:6. Í kaflanum er fjallað ítarlega um rannsóknina.
Það má glögglega sjá á myndinni að þegar HPMC/HPS efnasambandshlutfallið er stórt hefur efnasambandskerfið neikvætt frávik, sem getur stafað af því að há seigja HPS dreifist í dreifðu fasa ástandinu í lægri seigju HPMC samfellda fasa miðjunni. . Með aukningu á HPS innihaldi er jákvætt frávik í efnasambandskerfinu, sem gefur til kynna að stöðug fasaskipti eigi sér stað í efnasambandinu á þessum tíma. HPS með mikilli seigju verður samfelldur fasi efnasambandskerfisins, en HPMC er dreift í samfellda fasa HPS í einsleitara ástandi.
2.3.3.2 Áhrif blöndunarhlutfalls á vökvahegðun blöndunarkerfis
Myndir 2-6 sýna flæðistuðul n samsetta kerfisins sem fall af HPS innihaldi. Þar sem flæðistuðullinn n er lagaður út frá log-logaritmískri hnit, þá er n hér línuleg summa. Það má sjá á myndinni að með aukningu á HPS innihaldi minnkar rennslisvísitala efnasambandskerfisins smám saman, sem bendir til þess að HPS dregur úr Newtonian vökvaeiginleikum efnasamsetningarlausnarinnar og bætir gervivökvahegðun þess. Neðri hlutinn er hlaupástandið með hærri seigju. Einnig er hægt að sjá á myndinni að sambandið milli flæðisvísitölu efnasambandskerfisins og innihald HPS er í samræmi við línulegt samband (R2 er 0,98062), þetta sýnir að efnasambandskerfið hefur góða eindrægni.
2.3.3.3 Áhrif blöndunarhlutfalls á seigjustuðul blöndunarkerfis
Mynd 2-7 sýnir seigjustuðul K blönduðu lausnarinnar sem fall af HPS innihaldi. Á myndinni má sjá að K gildi hreins HPMC er mjög lítið en K gildi hreins HPS er mest, sem tengist hlaupeiginleikum HPMC og HPS, sem eru í lausn og hlaupástandi kl. lágt hitastig. Þegar innihald lágseigjuhlutans er hátt, það er að segja þegar innihald HPS er lágt, er seigjustuðull efnasambandslausnarinnar nálægt því í lágseigjuhlutanum HPMC; en þegar innihald háseigjuhlutans er hátt eykst K gildi efnasambandslausnarinnar með aukningu á HPS innihaldi verulega, sem benti til þess að HPS jók seigju HPMC við lágan hita. Þetta endurspeglar aðallega framlag seigju samfellda fasans til seigju efnasambandskerfisins. Í mismunandi tilfellum þar sem lágseigjuhlutinn er samfelldi fasinn og hárseigjuhlutinn er samfelldur fasi, er framlag samfellda fasans seigju til seigju efnasambandskerfisins augljóslega öðruvísi. Þegar HPMC með litla seigju er samfelldur áfangi endurspeglar seigja efnasambandskerfisins aðallega framlag seigju samfellds áfanga; og þegar háseigja HPS er samfelldi fasinn mun HPMC sem dreifður fasi draga úr seigju háseigju HPS. áhrif.
2.3.4 Thixotropy
Thixotropy er hægt að nota til að meta stöðugleika efna eða margra kerfa, vegna þess að thixotropy getur fengið upplýsingar um innri uppbyggingu og hversu mikið skaða er við klippikraft [323-325]. Thixotropy er hægt að tengja við tímabundin áhrif og klippingarsögu sem leiðir til breytinga á örbyggingu [324, 326]. Þriggja þrepa tixotropic aðferðin var notuð til að kanna áhrif mismunandi samsetningarhlutfalla á thixotropic eiginleika samsetningarkerfisins. Eins og sjá má á myndum 2-5, sýndu öll sýni mismunandi gráðu tíkótrópíu. Við lágan skurðhraða jókst seigja efnasambandslausnarinnar verulega með aukningu á HPS innihaldi, sem var í samræmi við breytingu á núll-shear seigju með HPS innihaldi.
Byggingarbatastig DSR samsettra sýnanna á mismunandi batatíma er reiknað út með formúlu (2-3), eins og sýnt er í töflu 2-1. Ef DSR < 1 hefur sýnið lágt skurðþol og sýnið er tíkótrópískt; öfugt, ef DSR > 1, hefur sýnið and-thixotropy. Af töflunni getum við séð að DSR gildi hreins HPMC er mjög hátt, næstum 1, þetta er vegna þess að HPMC sameindin er stíf keðja og slökunartími hennar er stuttur og uppbyggingin endurheimtist fljótt undir miklum skurðkrafti. DSR gildi HPS er tiltölulega lágt, sem staðfestir sterka tíkótrópíska eiginleika þess, aðallega vegna þess að HPS er sveigjanleg keðja og slökunartími hennar er langur. The structure did not fully recover within the testing time frame.
Fyrir efnasambandslausnina, á sama batatíma, þegar HPMC innihaldið er meira en 70%, minnkar DSR hratt með aukningu á HPS innihaldinu, vegna þess að HPS sameindakeðjan er sveigjanleg keðja og fjöldi stífra sameindakeðja in the compound system increases with the addition of HPS. Ef það er minnkað lengist slökunartími heildar sameindahluta efnasambandakerfisins og ekki er hægt að endurheimta tíkótrópíu efnasambandskerfisins fljótt undir áhrifum mikillar skurðar. Þegar innihald HPMC er minna en 70%eykst DSR með aukningu á innihaldi HPS, sem bendir til þess að það sé samspil milli sameindakeðjanna HPS og HPMC í efnasambandinu, sem bætir heildar stífni sameinda hluti í efnasambandskerfinu og styttir slökunartíma efnasambandskerfisins minnkar og tíxotropy minnkar.
Að auki var DSR-gildi samsetta kerfisins marktækt lægra en hreins HPMC, sem benti til þess að þjöfnunarhlutfall HPMC væri verulega bætt með blöndun. DSR gildi flestra sýna í efnasambandakerfinu voru hærri en hreins HPS, sem gefur til kynna að stöðugleiki HPS hafi verið bættur að vissu marki.
Það má líka sjá af töflunni að á mismunandi endurheimtartíma sýna DSR gildin öll lægsta punktinn þegar HPMC innihaldið er 70% og þegar sterkjuinnihaldið er meira en 60% er DSR gildi fléttunnar hærra en það af hreinu HPS. DSR gildin innan 10 sekúndna frá öllum sýnum eru mjög nálægt endanlegu DSR gildunum, sem gefur til kynna að uppbygging samsetta kerfisins hafi í grundvallaratriðum lokið flestum verkefnum við endurheimt mannvirkis innan 10 s. Rétt er að taka fram að samsett sýni með hátt HPS innihald sýndu tilhneigingu til að aukast í fyrstu og minnka síðan með lengingu batatímans, sem benti til þess að samsettu sýnin sýndu einnig ákveðna tíkótrópíu undir áhrifum lítillar skurðar, og uppbygging þeirra óstöðugri.
Eigindlega greiningin á þriggja þrepa tíkótrópíun er í samræmi við niðurstöður tíkótrópískra hringprófanna sem greint hefur verið frá, en niðurstöður megindlegrar greininga eru í ósamræmi við niðurstöður tíkótrópískra hringprófanna. Thixotropy HPMC/HPS efnasambandskerfis var mæld með þjöxótrópískri hringaðferð með aukningu á HPS innihaldi [305]. Hörnun minnkaði fyrst og jókst síðan. Thixotropic hringur prófið getur aðeins getgátað um tilvist thxotropic fyrirbæri, en getur ekki staðfest það, vegna þess að thixotropic hringurinn er afleiðing af samtímis virkni klippitíma og klipphraða [325-327].
2.4 Samantekt þessa kafla
In this chapter, the thermal gel HPMC and the cold gel HPS were used as the main raw materials to construct a two-phase composite system of cold and hot gel. Influence of rheological properties such as viscosity, flow pattern and thixotropy. Samkvæmt sameiginlegu sambandi mismunandi ríkja og styrk fjölliða í lausn er lagt til sameindaástand líkan af HPMC/HPS efnasambandskerfi í lágu hitastigslausn. Samkvæmt lógaritmískri samantektarreglu um eiginleika mismunandi íhluta í efnasambandskerfinu var eindrægni efnasambandsins rannsökuð. Helstu niðurstöður eru eftirfarandi:
- Samsett sýni með mismunandi styrk sýndu öll ákveðna skúfþynningu og klippuþynningin jókst með aukinni styrk.
- Með aukningu á styrk minnkaði flæðistuðull efnasambandskerfisins og núll-skera seigja og seigjustuðull jókst, sem gefur til kynna að fastefnislík hegðun efnasambandskerfisins hafi aukist.
- Það er mikilvægur styrkur (8%) í HPMC/HPS efnasambandakerfinu, fyrir neðan mikilvægan styrk eru HPMC sameindakeðjurnar og HPS hlaupfasasvæðið í efnasambandslausninni aðskilin frá hvort öðru og eru til óháð; þegar mikilvægum styrk er náð, í efnasambandslausninni myndast örhlaupsástand með HPS fasa sem hlaupstöð og HPMC sameindakeðjurnar eru samtengdar og tengdar hver annarri; fyrir ofan mikilvæga styrkinn eru fjölmennar HPMC stórsameindakeðjur og samtvinnun þeirra við HPS fasasvæðið flóknari og víxlverkunin flóknari. ákafari, þannig að lausnin hegðar sér eins og fjölliðabráð.
- Blandahlutfallið hefur veruleg áhrif á gigtarfræðilega eiginleika HPMC/HPS efnasambandslausnarinnar. Með aukningu á HPS innihaldi er klippa þynningarfyrirbæri efnasambandskerfisins augljósara, flæðisvísitalan minnkar smám saman og núllskeru seigjan og seigjustuðullinn eykst smám saman. eykst, sem gefur til kynna að solid-eins hegðun fléttunnar sé verulega bætt.
- Núll-skera seigja samsetta kerfisins sýnir ákveðið jákvætt-neikvætt-frávik miðað við logaritmísku samantektarregluna. Samsetta kerfið er tveggja fasa kerfi með samfellda fasadreifðri fasa „sjó-eyju“ uppbyggingu við lágan hita, og þar sem HPMC/HPS blöndunarhlutfallið lækkaði eftir 4:6, breyttist samfelldur fasi blöndunarkerfisins.
- Línulegt samband er á milli flæðistuðuls og blöndunarhlutfalls blönduðu lausnanna með mismunandi blöndunarhlutföllum, sem gefur til kynna að blöndunarkerfið hafi góða samhæfni.
- Fyrir HPMC/HPS efnasambandskerfið, þegar lágseigjuhlutinn er samfelldi fasinn og hárseigjuhlutinn er samfelldi fasinn, er framlag samfellda fasans seigju til seigju efnasambandskerfisins verulega mismunandi. Þegar HPMC með litla seigjuna er samfelldur áfangi endurspeglar seigja efnasambandskerfisins aðallega framlag stöðugs fasa seigju; en þegar háseigja HPS er samfelldi fasinn mun HPMC sem dreififasinn draga úr seigju háseigju HPS. áhrif.
- Þriggja þrepa tíxótrópíu var notuð til að kanna áhrif blöndunarhlutfalls á tíkótrópíu efnasambandskerfisins. Thixotropy samsettra kerfisins sýndi þróun fyrst minnkandi og jókst síðan með lækkun HPMC/HPS samsetningarhlutfallsins.
- Ofangreindar tilraunaniðurstöður sýna að með blöndun HPMC og HPS hafa gigtfræðilegir eiginleikar þessara tveggja þátta, eins og seigju, skurðþynningarfyrirbæri og tíkótrópíu, verið í jafnvægi að vissu marki.
Kafli 3 Undirbúningur og eiginleikar HPMC/HPS æta samsettra filma
Polymer compounding is the most effective way to achieve multi-component performance complementarity, develop new materials with excellent performance, reduce product prices, and expand the application range of materials [240-242, 328]. Then, due to certain molecular structure differences and conformational entropy between different polymers, most polymer compounding systems are incompatible or partially compatible [11, 12]. Vélrænni eiginleikar og aðrir stórsæir eiginleikar fjölliða efnasambandakerfisins eru nátengdir eðlisefnafræðilegum eiginleikum hvers efnisþáttar, samsetningarhlutfalli hvers efnisþáttar, samhæfni milli íhlutanna og innri smásæja uppbyggingu og öðrum þáttum [240, 329].
Frá sjónarhorni efnafræðilegs uppbyggingar eru bæði HPMC og HPS vatnssækin curdlan, hafa sömu burðarvirki - glúkósa og er breytt með sama hagnýtum hópi - hýdroxýprópýlhópi, svo HPMC og HPS ættu að hafa góðan áfanga. Þéttni. Samt sem áður er HPMC hitauppstreymi hlaup, sem er í lausnarástandi með mjög litla seigju við lágan hita, og myndar kolloid við háan hita; HPS er kalt af völdum hlaup, sem er lágt hitastig hlaup og er í lausnarástandi við háan hita; Gel aðstæður og hegðun eru alveg andstæða. Samsetning HPMC og HPS er ekki til þess fallin að mynda einsleitt kerfi með góðri eindrægni. Að teknu tilliti til bæði efnafræðilegrar uppbyggingar og hitafræðilegra er það mikil fræðileg þýðing og hagnýtt gildi að blanda HPMC við HPS til að koma á köldu heitu hlaupasambandskerfi.
Þessi kafli fjallar um rannsókn á eðlislægum eiginleikum íhlutanna í HPMC/HPS kalt og heitt hlaup efnasambandakerfi, blöndunarhlutfalli og hlutfallslegum raka umhverfisins á smásjá formgerð, eindrægni og fasaaðskilnað, vélræna eiginleika, sjónfræðilega eiginleika. , og hitauppstreymiseiginleikar efnasambandskerfisins. Og áhrif stórsæja eiginleika eins og súrefnishindrunareiginleika.
3.1 Efni og búnaður
3.1.1 Helstu tilraunaefni
3.1.2 Helstu tæki og búnaður
3.2 Tilraunaaðferð
3.2.1 Undirbúningur HPMC/HPS ætrar samsettrar filmu
15% (w/w) þurru duftinu af HPMC og HPS var blandað saman við 3% (w/w) Pólýetýlen glýkól mýkingarefnið var blandað saman í afjónuðu vatni til að fá samsettan filmumyndandi vökvann og ætu samsettu filmuna af HPMC/ HPS var útbúið með steypuaðferðinni.
Undirbúningsaðferð: vegið fyrst HPMC og HPS þurrduft og blandið þeim saman í mismunandi hlutföllum; bætið síðan út í 70 °C vatn og hrærið hratt við 120 snúninga á mínútu í 30 mínútur til að dreifa HPMC að fullu; Hitaðu síðan lausnina í yfir 95 °C, hrærðu hratt við sama hraða í 1 klst. til að gelatínisera HPS alveg; Eftir að gelatínun er lokið er hitastig lausnarinnar hratt lækkað í 70 ° C og hrært er lausninni á hægum hraða 80 snúninga á mínútu í 40 mínútur. Leysið HPMC að fullu. Hellið 20 g af blönduðu filmumyndandi lausninni í pólýstýren petri rétt með 15 cm þvermál, varpað honum flatt og þurrkið hann við 37 ° C. Þurrkaða kvikmyndin er skræld af disknum til að fá ætan samsettan himnu.
Ættar kvikmyndir voru allar jafnaðar við 57% rakastig í meira en 3 daga fyrir próf og ætur kvikmyndahluti sem notaður var við vélrænni eiginleikapróf var jafnað við 75% rakastig í meira en 3 daga.
3.2.2 Smáformfræði ætu samsettu filmunnar af HPMC/HPS
3.2.2.1 Greining meginregla skönnun rafeinda smásjá
Rafeindabyssan efst á skönnun rafeindasmásjá (SEM) getur sent frá sér mikið magn af rafeindum. Eftir að hafa verið minnkaður og fókusaður getur það myndað rafeindageisla með ákveðinni orku og styrk. Knúið áfram af segulsviði skönnunarspólunnar, samkvæmt ákveðinni tíma- og rúmröð Skannaðu yfirborð sýnisins punkt fyrir punkt. Vegna mismunur á eiginleikum yfirborðs örsvæða mun samspil sýnisins og rafeindgeislans mynda auk rafeindamerki með mismunandi styrkleika, sem er safnað með skynjara og breytt í rafmerki, sem magnast með myndbandinu og inntak í rist myndrörsins, eftir að hafa stillt birtustig myndrörsins, er hægt að fá annarri rafeindamynd sem getur endurspeglað formgerð og einkenni örflæðis á yfirborði sýnisins. Í samanburði við hefðbundna sjón smásjá er upplausn SEM tiltölulega mikil, um það bil 3nm-6nm af yfirborðslagi sýnisins, sem hentar betur til athugunar á örbyggingaraðgerðum á yfirborði efna.
3.2.2.2 Prófunaraðferð
Ætandi filman var sett í þurrkvél til þurrkunar og viðeigandi stærð af ætri filmu var valin, límd á SEM sérsýnisstigið með leiðandi lími og síðan gullhúðað með lofttæmi. Á meðan á prófuninni stóð var sýnið sett í SEM og smásæ formgerð sýnisins var skoðuð og mynduð við 300-falda og 1000-falda stækkun undir rafeindageislahröðunarspennunni 5 kV.
3.2.3 Ljósgjafar HPMC/HPS ætrar samsettrar filmu
3.2.3.1 Greiningarregla UV-Vis litrófsmælinga
UV-Vis litrófsmælirinn getur sent frá sér ljós með bylgjulengd 200 ~ 800nm og geislað það á hlutnum. Sumar sérstakar bylgjulengdir ljóss í innfallsljósinu frásogast af efninu og sameinda titringsorkustigsbreyting og rafeindaorkustigsbreyting eiga sér stað. Þar sem hvert efni hefur mismunandi sameinda-, frumeinda- og sameindarýmisbyggingu hefur hvert efni sitt sérstaka frásogsróf og hægt er að ákvarða eða ákvarða innihald efnisins í samræmi við gleypnistig á tilteknum bylgjulengdum á frásogsrófinu. Þess vegna er UV-Vis litrófsgreining ein af áhrifaríku leiðunum til að rannsaka samsetningu, uppbyggingu og samspil efna.
Þegar ljósgeisla lendir í hlut, frásogast hluti atviksljóssins af hlutnum og hinn hluti atviksljóssins er sendur í gegnum hlutinn; hlutfall ljósstyrks sends og innfalls ljósstyrks er geislunin.
Formúlan fyrir sambandið milli gleypni og flutnings er:
Meðal þeirra er A gleypni;
T er flutningsgetan, %.
Lokagleypni var leiðrétt jafnt með gleypni × 0,25 mm/þykkt.
3.2.3.2 Prófunaraðferð
Útbúið 5% HPMC og HPS lausnir, blandið þeim saman í mismunandi hlutföllum, hellið 10 g af filmumyndandi lausninni í pólýstýren petrískál með 15 cm þvermál og þurrkið þær við 37 °C til að mynda filmu. Skerið ætu kvikmyndina í 1 mm × 3mm rétthyrnd ræma, settu hana í kúvettuna og gerðu ætu kvikmyndina nálægt innri vegg kúvettunnar. WFZ UV-3802 UV-vis litrófsmælir var notaður til að skanna sýnin á fullri bylgjulengd 200-800 nm og hvert sýni var prófað 5 sinnum.
3.2.4 Kvikfræðilegir varmavélrænir eiginleikar HPMC/HPS æta samsettra filma
3.2.4.1 Meginregla kvikrar varmavélrænnar greiningar
Dynamic Thermomechanical Analysis (DMA) er tæki sem getur mælt sambandið milli massa og hitastigs sýnisins undir ákveðnu höggálagi og forritaðs hitastigs og getur prófað vélræna eiginleika sýnisins undir áhrifum reglubundinnar álags og tíma til skiptis, hitastig og hitastig. tíðni samband.
Hásameindafjölliður hafa seigjaeiginleika, sem geta geymt vélræna orku eins og teygju annars vegar og neytt orku eins og slím hins vegar. Þegar reglubundnum víxlkraftinum er beitt breytir teygjuhlutinn orkunni í hugsanlega orku og geymir hana; á meðan seigfljótandi hlutinn breytir orkunni í varmaorku og tapar henni. Fjölliðaefni sýna yfirleitt tvö ríki með glerástand með lágu hitastigi og háhita gúmmíástandi og umbreytingarhitastig milli ríkjanna tveggja er umbreytingarhitastig glersins. Glerskiptihitastigið hefur bein áhrif á uppbyggingu og eiginleika efna og er eitt mikilvægasta einkennandi hitastig fjölliða.
Með því að greina kraftmikla hitameðferðareiginleika fjölliða er hægt að sjá seigju fjölliða og hægt er að fá mikilvægar breytur sem ákvarða árangur fjölliða, svo hægt sé að beita þeim betur á raunverulegt notkunarumhverfi. Að auki er kraftmikil hitafræðileg greining mjög viðkvæm fyrir umbreytingu á gleri, fasa aðskilnað, krossbindingu, kristöllun og sameindahreyfingu á öllum stigum sameindahluta og getur fengið mikið af upplýsingum um uppbyggingu og eiginleika fjölliða. Það er oft notað til að rannsaka sameindir fjölliða. hreyfingarhegðun. Með því að nota hitastigsópunarstillingu DMA er hægt að prófa tilkomu fasaskipta eins og glerbreytingarinnar. Í samanburði við DSC hefur DMA meiri næmi og hentar betur til greiningar á efnum sem líkja eftir raunverulegri notkun.
3.2.4.2 Prófunaraðferð
Veldu hrein, einsleit, flöt og óskemmd sýni og skera þau í 10mm×20mm ferhyrndar ræmur. Sýnin voru prófuð í togham með Pydris Diamond kraftmiklum hitavélagreiningartækjum frá PerkinElmer, Bandaríkjunum. Hitastig prófunar var 25~150 °C, hitunarhraði var 2 °C/mín, tíðnin var 1 Hz og prófið var endurtekið tvisvar fyrir hvert sýni. Í tilrauninni voru geymslustuðull (E') og tapstuðull (E”) sýnisins skráður og einnig var hægt að reikna hlutfall tapsstuðuls og geymslustuðuls, það er snertihornið tan δ.
3.2.5 Hitastöðugleiki HPMC/HPS æta samsettra filma
3.2.5.1 Meginregla hitaþyngdarmælingar
Thermal Gravimetric Analyzer (TGA) getur mælt breytingu á massa sýnis með hitastigi eða tíma við forritað hitastig og er hægt að nota til að rannsaka mögulega uppgufun, bráðnun, sublimation, þurrkun, niðurbrot og oxun efna meðan á hitunarferlinu stendur. . og önnur eðlis- og efnafyrirbæri. Sambandsferillinn milli massa efnisins og hitastigs (eða tíma) sem fenginn var beint eftir að sýnið er prófað er kallað hitauppstreymi (TGA ferill). þyngdartap og aðrar upplýsingar. Afleidd hitaþyngdarferill (DTG ferill) er hægt að fá eftir fyrstu röð afleiðslu TGA ferilsins, sem endurspeglar breytingu á þyngdartapshraða prófaðs sýnis með hitastigi eða tíma, og topppunkturinn er hámarkspunktur fastans. hlutfall.
3.2.5.2 Prófunaraðferð
Veldu ætu filmuna með jafnþykkri þykkt, skera hana í hring með sama þvermál og hitaþyngdarmælingarprófunarskífan og leggðu hana síðan flata á prófunardiskinn og prófaðu hana í köfnunarefnislofti með flæðihraða 20 ml/mín. . Hitastigið var 30-700 °C, hitunarhraði var 10 °C/mín og hvert sýni var prófað tvisvar.
3.2.6.1 Meginregla togeignagreiningar
3.2.6 Togeiginleikar HPMC/HPS æta samsettra filma
Vélrænni eignaprófari getur beitt kyrrstöðu togálagi á spóluna meðfram lengdarásinni við sérstakar hita-, raka- og hraðaaðstæður þar til splínan er brotin. Á meðan á prófuninni stóð var álagið sem lagt var á spóluna og aflögunarmagn hennar skráð af vélrænni eignaprófara, og álags-álagsferillinn við togaflögun splínunnar var teiknuð. Út frá spennu-þynningarferlinu er hægt að reikna togstyrk (ζt), lenging við brot (εb) og teygjustuðul (E) til að meta tog eiginleika filmunnar.
Almennt má skipta streitu-álagssambandi efna í tvo hluta: teygjanlegt aflögunarsvæði og plastaflögunarsvæði. Í teygjanlegu aflögunarsvæðinu hefur streita og álag efnisins línulegt samband og hægt er að endurheimta aflögunina á þessum tíma alveg, sem er í samræmi við lögmál Cooks; á plastaflögunarsvæðinu er álag og álag efnisins ekki lengur línulegt og aflögunin sem á sér stað á þessum tíma er óafturkræf, að lokum brotnar efnið.
Útreikningsformúla fyrir togstyrk:
Hvar: er togstyrkur, MPa;
p er hámarksálag eða brothleðsla, N;
b er sýnisbreidd, mm;
D er þykkt sýnisins, mm.
Formúla til að reikna lengingu við rof:
Þar sem: εb er roflenging, %;
L er fjarlægðin milli merkingarlínanna þegar sýnishornið brotnar, mm;
L0 er upphafleg lengd sýnisins, mm.
Teygjanlegt formúluformúlu:
Meðal þeirra: E er teygjustuðullinn, MPa;
ζ er streita, MPa;
ε er stofninn.
3.2.6.2 Prófunaraðferð
Veldu hrein, einsleit, flöt og óskemmd sýni, vísað til landsstaðalsins GB13022-91, og skera þau í handlóðlaga splines með heildarlengd 120 mm, upphafsfjarlægð milli innréttinga er 86 mm, fjarlægð milli merkja 40 mm, og 10mm breidd. Splínurnar voru settar við 75% og 57% (í andrúmslofti mettaðrar natríumklóríðs og natríumbrómíðlausnar) rakastig og komið í jafnvægi í meira en 3 daga fyrir mælingu. Í þessari tilraun er ASTM D638, 5566 vélrænni eignaprófari frá Instron Corporation í Bandaríkjunum og 2712-003 pneumatic klemma þess notuð til að prófa. Toghraði var 10 mm/mín og sýnið var endurtekið 7 sinnum og meðalgildi reiknað út.
3.2.7 Súrefnisgegndræpi HPMC/HPS ætrar samsettrar filmu
3.2.7.1 Meginregla greiningar á súrefnisgegndræpi
Eftir að prófunarsýnið er sett upp er prófunarholinu skipt í tvo hluta, A og B; Súrefnisflæði með háu verði með ákveðnum rennslishraða er komið í A hola og köfnunarefnisrennsli með ákveðnum rennslishraða er komið í B hola; meðan á prófunarferlinu stendur, A hola Súrefnið smýgur í gegnum sýnið inn í B holið og súrefnið sem síast inn í B holið er borið með köfnunarefnisflæðinu og fer úr B holinu til að ná súrefnisskynjaranum. Súrefnisskynjarinn mælir súrefnisinnihaldið í köfnunarefnisflæðinu og gefur frá sér samsvarandi rafmerki og reiknar þar með súrefnissýnin. flutningur.
3.2.7.2 Prófunaraðferð
Tíndu óskemmdar ætar samsettar filmur, skerðu þær í 10,16 x 10,16 cm tígullaga sýni, húðaðu brúnfleti klemmanna með lofttæmisfitu og klemmdu sýnin við prófunarblokkina. Prófað samkvæmt ASTM D-3985, hvert sýni hefur 50 cm2 prófunarsvæði.
3.3 Niðurstöður og umræður
3.3.1 Örbyggingargreining á ætum samsettum filmum
Samspil milli íhluta filmumyndunarvökvans og þurrkunarskilyrða ákvarðast lokaskipan myndarinnar og hefur alvarlega áhrif á ýmsa eðlisfræðilega og efnafræðilega eiginleika myndarinnar [330, 331]. Innbyggðir hlaup eiginleikar og samsetningarhlutfall hvers íhluta geta haft áhrif á formgerð efnasambandsins, sem hefur enn frekar áhrif á yfirborðsbyggingu og lokaeiginleika himnunnar [301, 332]. Þess vegna getur smásjárgreining á kvikmyndunum veitt viðeigandi upplýsingar um sameinda endurskipulagningar hvers íhluta, sem aftur getur hjálpað okkur að skilja betur hindrunareiginleika, vélrænni eiginleika og sjón eiginleika myndanna.
Yfirborðsskannandi rafeindasmásjá af HPS/HPMC ætum kvikmyndum með mismunandi hlutföll eru sýnd á mynd 3-1. Eins og sjá má á mynd 3-1, sýndu nokkur sýni örspennu á yfirborðinu, sem getur stafað af því að raka í sýninu meðan á prófinu stóð, eða með árás rafeindgeislans í smásjárholinu [122 , 139]. Á myndinni, hrein HPS himna og hrein HPMC. Himnurnar sýndu tiltölulega sléttar smásjárfleti og smíði á hreinum HPS himnur voru einsleitari og sléttari en hreinar HPMC himnur, sem geta aðallega verið vegna sterkju makrómúla (amýlósa sameindir og amýlopectin sameindir) meðan á kælingu ferli.) Náðu betri mólfestingunni) í vatnslausn. Margar rannsóknir hafa sýnt að amýlósa-amýlópektínvatnskerfið í kælingu
There may be a competitive mechanism between gel formation and phase separation. Ef tíðni fasa aðskilnaðar er lægri en hraði hlaupmyndunar, mun fasaskilnaður ekki eiga sér stað í kerfinu, annars mun fasaskilnaður eiga sér stað í kerfinu [333, 334]. Ennfremur, þegar amýlósainnihaldið fer yfir 25%, getur gelatínun amýlósa og samfelld amýlósa net uppbygging hindrað verulega útlit fasa aðskilnaðar [334]. Amýlósainnihald HPS sem notað er í þessari grein er 80%, miklu hærra en 25%, þannig að skýra betur fyrirbæri að hreinar HPS himnur eru einsleitari og sléttari en hreinar HPMC himnur.
Það má sjá frá samanburði á tölunum að yfirborð allra samsettu kvikmyndanna eru tiltölulega grófar og sum óregluleg högg eru dreifð, sem gefur til kynna að það sé ákveðinn óheiðarleiki milli HPMC og HPS. Þar að auki sýndu samsettu himnurnar með hátt HPMC innihald einsleitari uppbyggingu en þær með hátt HPS innihald. HPS-undirstaða þétting við 37 ° C myndunarhita
Byggt á eiginleikum hlaupsins sýndi HPS seigfljótandi hlaup; á meðan byggt var á varma hlaupeiginleikum HPMC, sýndi HPMC vatnslíkt lausnarástand. Í samsettu himnunni með hátt HPS innihald (7:3 HPS/HPMC) er seigfljótandi HPS samfelldi fasinn og vatnslíkur HPMC er dreift í háseigja HPS samfellda fasann sem dreifði fasinn, sem er ekki til þess fallinn. að jafna dreifingu dreifða fasans; Í samsettu filmunni með hátt HPMC innihald (3:7 HPS/HPMC) umbreytist lágseigja HPMC í samfellda fasann og seigfljótandi HPS er dreift í lágseigju HPMC fasa sem dreifður fasi, sem stuðlar að myndun einsleits fasa. samsett kerfi.
Það má sjá á myndinni að þó allar samsettar filmur sýni grófa og ójafna yfirborðsbyggingu þá finnst engin augljós fasaviðmót, sem gefur til kynna að HPMC og HPS hafi góða samhæfni. HPMC / sterkju samsettar kvikmyndir án mýkingarefna eins og PEG sýndu augljósan fasaskilnað [301], sem gefur til kynna að bæði hýdroxýprópýlbreyting á sterkju og PEG mýkiefni geti bætt samhæfni samsetta kerfisins.
3.3.2 Ljóseiginleikagreining á ætum samsettum filmum
Ljósgjafaeiginleikar ætu samsettu filmanna af HPMC/HPS með mismunandi hlutföllum voru prófaðir með UV-vis litrófsmæli og UV litróf eru sýnd á mynd 3-2. Því stærra sem ljósgeislunargildið er, því einsleitari og gagnsærri er kvikmyndin; öfugt, því minna sem ljósgeislunargildið er, því ójafnari og ógegnsærri er filman. Það má sjá á mynd 3-2(a) að allar samsettu filmurnar sýna svipaða þróun með aukningu skönnunarbylgjulengdar á fullri bylgjulengdarskönnunarsviðinu og ljósgeislunin eykst smám saman með aukningu bylgjulengdarinnar. Við 350nm hafa ferlurnar tilhneigingu til að háslétta.
Veldu flutninginn á bylgjulengd 500nm til samanburðar, eins og sýnt er á mynd 3-2 (b), er sendin af hreinni HPS filmu lægri en í hreinni HPMC filmu og með aukningu á HPMC innihaldi minnkar sendan fyrst, fyrst, fyrst, fyrst, fyrst, fyrst, fyrst, fyrst, fyrst, fyrst, fyrst, fyrst, fyrst, fyrst, flutningurinn minnkar fyrst, fyrst. og síðan hækkað eftir að lágmarksgildi er náð. Þegar HPMC innihaldið jókst í 70% var ljósgeislun samsettu filmunnar meiri en hreins HPS. Það er vel þekkt að einsleitt kerfi mun sýna betri ljósgeislun og UV-mælt flutningsgildi þess er almennt hærra; óeiginleg efni eru almennt ógagnsærri og hafa lægri UV-geislunargildi. Transmittance gildi samsettu kvikmyndanna (7: 3, 5: 5) voru lægri en hjá hreinum HPS og HPMC kvikmyndum, sem benti til þess að það væri ákveðinn stigs aðskilnaður milli tveggja þátta HPS og HPMC.
Mynd 3-2 UV litróf á öllum bylgjulengdum (a) og við 500 nm (b), fyrir HPS/HPMC blöndunarfilmur. Súlan táknar meðaltal ±staðalfrávik. ac: mismunandi bókstafir eru verulega ólíkir með mismunandi blöndunarhlutfall (p < 0,05), notaðir í allri ritgerðinni
3.3.3 Kvik hitameðrísk greining á ætum samsettum filmum
Mynd 3-3 sýnir kraftmikla varmavélræna eiginleika æta kvikmynda af HPMC/HPS með mismunandi samsetningum. Það má sjá á mynd 3-3(a) að geymslustuðullinn (E') minnkar með aukningu á HPMC innihaldi. Að auki minnkaði geymslustuðull allra sýna smám saman með hækkandi hitastigi, nema að geymslustuðull hreinnar HPS (10:0) filmu jókst lítillega eftir að hitastigið var hækkað í 70 °C. Við háan hita, fyrir samsettu kvikmyndina með hátt HPMC innihald, hefur geymslustuðull samsettu kvikmyndarinnar augljósa niðurleið með hækkun hitastigs; en fyrir sýnið með hátt HPS innihald minnkar geymslustuðullinn aðeins lítillega með hækkun hitastigs.
Mynd 3-3 Geymslustuðull (E′) (a) og tapsnertur (tan δ) (b) HPS/HPMC blöndufilma
Það má sjá á mynd 3-3 (b) að sýnin með HPMC innihald hærra en 30% (5: 5, 3: 7, 0:10) sýna öll glerbreytingartopp og með aukningu á HPMC innihaldi, Glerbreytingin sem umbreytingarhitastigið færðist yfir í háan hita, sem benti til þess að sveigjanleiki HPMC fjölliða keðjunnar minnkaði. Aftur á móti sýnir hreina HPS himnan stóran umslagstopp um 67 ° C, en samsett himna með 70% HPS innihald hefur engin augljós glerbreyting. This may be because there is a certain degree of interaction between HPMC and HPS, thus restricting the movement of the molecular segments of HPMC and HPS.
3.3.4 Greining á hitauppstreymi á ætum samsettum kvikmyndum
Mynd 3-4 TGA ferlar (a) og afleiður (DTG) ferlar þeirra (b) af HPS/HPMC blöndufilmum
Hitastöðugleiki ætu samsettu filmunnar af HPMC/HPS var prófaður með hitaþyngdargreiningartæki. Mynd 3-4 sýnir hitaþyngdarferilinn (TGA) og þyngdartapsferilinn (DTG) samsettu filmunnar. Af TGA ferlinum á mynd 3-4(a) má sjá að samsett himnusýni með mismunandi hlutföllum sýna tvö augljós hitaþyngdarbreytingarstig með hækkun hitastigs. Upplosun vatnsins sem aðsogast af fjölsykru stórsameindinni leiðir til lítils þyngdartaps við 30–180 °C áður en raunverulegt varma niðurbrot á sér stað. Í kjölfarið er stærri áfangi þyngdartaps við 300 ~ 450 °C, hér er varma niðurbrotsfasinn HPMC og HPS.
Af DTG ferlunum á mynd 3-4(b) má sjá að hámarkshiti varma niðurbrots hreins HPS og hreins HPMC er 338 °C og 400 °C, í sömu röð, og hitauppstreymi niðurbrots hámarkshita hreins HPMC er hærra en HPS, sem bendir til þess að HPMC betri hitauppstreymi en HPS. Þegar HPMC innihaldið var 30% (7:3) kom einn toppur fram við 347 °C, sem samsvarar einkennandi hámarki HPS, en hitastigið var hærra en varma niðurbrotshámark HPS; þegar HPMC innihaldið var 70% (3:7) kom aðeins einkennandi hámark HPMC fram við 400 °C; Þegar innihald HPMC var 50%birtust tveir hitauppstreymi niðurbrotstoppar á DTG ferlinum, 345 ° C og 396 ° C, í sömu röð. Topparnir samsvara einkennandi toppum HPS og HPMC, í sömu röð, en hitauppstreymi sem samsvarar HPS er minni og báðir topparnir hafa ákveðna tilfærslu. Sjá má að flestar samsettu himnurnar sýna aðeins einkennandi stakan topp sem samsvarar ákveðnum efnisþætti, og þær eru á móti miðað við hreinu íhlutahimnuna, sem gefur til kynna að það sé ákveðinn munur á HPMC og HPS íhlutunum. degree of compatibility. Hitastig niðurbrots hitastigs samsettu himnunnar var hærra en hreins HPS, sem gefur til kynna að HPMC gæti bætt hitastöðugleika HPS himnunnar að vissu marki.
3.3.5 Vélrænni eiginleikagreining á ætum samsettri filmu
Togeiginleikar HPMC/HPS samsettra filma með mismunandi hlutföllum voru mældir með vélrænni eignagreiningartæki við 25 °C, hlutfallslegur raki 57% og 75%. Mynd 3-5 sýnir teygjustuðul (a), roflenging (b) og togstyrk (c) HPMC/HPS samsettra filma með mismunandi hlutföllum við mismunandi rakastig. Það má sjá á myndinni að þegar hlutfallslegur raki er 57% er teygjanleiki og togstyrkur hreinnar HPS filmu stærstur og hrein HPMC minnstur. With the increase of HPS content, the elastic modulus and tensile strength of the composite films increased continuously. Lengingin við brot á hreinni HPMC himnu er mun meiri en á hreinni HPS himnu og báðar eru meiri en samsettar himnu.
Þegar hlutfallslegur raki var hærri (75%) samanborið við 57% hlutfallslegan raka minnkaði teygjanleiki og togstyrkur allra sýna á meðan roflenging jókst verulega. Þetta er aðallega vegna þess að vatn, sem almennt mýkiefni, getur þynnt HPMC og HPS fylki, dregið úr krafti milli fjölliða keðja og bætt hreyfanleika fjölliða hluta. Við mikla rakastig var teygjanlegt stuðull og togstyrkur hreinna HPMC kvikmynda hærri en í hreinum HPS -kvikmyndum, en lengingin í hléi var minni, niðurstaða sem var allt frábrugðin niðurstöðunum við litla rakastig. It is worth noting that the variation of the mechanical properties of the composite films with component ratios at a high humidity of 75% is completely opposite to that at a low humidity compared to the case at a relative humidity of 57%. Undir mikilli rakastig eykst rakainnihald myndarinnar og vatn hefur ekki aðeins ákveðin mýkingaráhrif á fjölliða fylkið, heldur stuðlar einnig að endurkristöllun sterkju. Í samanburði við HPMC hefur HPS sterkari tilhneigingu til að endurkristallast, þannig að áhrif hlutfallslegs raka á HPS eru mun meiri en HPMC.
Mynd 3-5 Togeiginleikar HPS/HPMC filma með mismunandi HPS/HPMC hlutföll í jafnvægi við mismunandi hlutfallslega auðmýkt (RH) aðstæður. *: mismunandi tölustafir eru verulega mismunandi með mismunandi RH, notaðir í heildarritgerðinni
3.3.6 Greining á súrefnis gegndræpi ætar samsettra kvikmynda
Ætanleg samsett filma er notuð sem matvælaumbúðir til að lengja geymsluþol matvæla og súrefnishindranir eru einn af mikilvægu vísbendingunum. Therefore, the oxygen transmission rates of edible films with different ratios of HPMC/HPS were measured at a temperature of 23 °C, and the results are shown in Figure 3-6. Það má sjá á myndinni að súrefnisgegndræpi hreinnar HPS himnu er verulega lægra en hrein HPMC himna, sem gefur til kynna að HPS himna hafi betri súrefnishindranir en HPMC himna. Vegna lítillar seigju og tilvist formlausra svæða er HPMC auðvelt að mynda tiltölulega lausa lágþéttni netkerfi í kvikmyndinni; samanborið við HPS hefur það meiri tilhneigingu til að endurkristallast og það er auðvelt að mynda þétta uppbyggingu í filmunni. Margar rannsóknir hafa sýnt að sterkju kvikmyndir hafa góða eiginleika súrefnis hindrunar samanborið við aðrar fjölliður [139, 301, 335, 336].
Mynd 3-6 Súrefnisgegndræpi HPS/HPMC blöndufilma
Með því að bæta við HPS getur það dregið verulega úr súrefnis gegndræpi HPMC himna og súrefnis gegndræpi samsettra himna minnkar mikið með aukningu HPS innihalds. Með því að bæta við súrefnis-útbreiðslu HPS getur aukið skert súrefnisrásina í samsettu himnunni, sem aftur leiðir til lækkunar á súrefnis gegndræpi og að lokum lægri súrefnis gegndræpi. Greint hefur verið frá svipuðum niðurstöðum fyrir aðrar innfæddar sterkjur [139.301].
3.4 Samantekt þessa kafla
Í þessum kafla, með því að nota HPMC og HPS sem helstu hráefni, og bæta við pólýetýlen glýkól sem mýkiefni, voru ætar samsettar kvikmyndir af HPMC/HPS með mismunandi hlutföllum útbúnar með steypuaðferðinni. Áhrif eðlislægra eiginleika efnisþáttanna og samsetningarhlutfalls á smásæja formgerð samsettu himnunnar voru rannsökuð með skönnun rafeindasmásjár; vélrænni eiginleikar samsettu himnunnar voru rannsakaðir af vélrænni eiginleikaprófara. Áhrif eðlislægra eiginleika íhlutanna og samsetningarhlutfalls á eiginleika súrefnishindrana og ljósgeislun samsettu filmunnar voru rannsökuð með súrefnisgeislunarprófara og UV-vis litrófsmæli. Scanning electron microscopy, thermogravimetric analysis and dynamic thermal analysis were used. Vélrænni greining og aðrar greiningaraðferðir voru notaðar til að rannsaka eindrægni og fasaaðskilnað kaldheita hlaupsambandskerfisins. Helstu niðurstöður eru sem hér segir:
- Í samanburði við hreint HPMC er hreint HPS auðveldara að mynda einsleita og slétta smásjá yfirborðsformgerð. Þetta er aðallega vegna betri sameinda endurröðun sterkju stórsameinda (amýlósa sameindir og amýlópektín sameindir) í sterkju vatnslausninni meðan á kælingu stendur.
- Efnasambönd með hátt HPMC innihald eru líklegri til að mynda einsleita himnubyggingu. Þetta er aðallega byggt á hlaupeiginleikum HPMC og HPS. Við filmumyndandi hitastig sýna HPMC og HPS lágseigju lausnarástand og hárseigju hlaupástand, í sömu röð. Dreifða fasi með mikilli seigju er dreifður í samfellda fasa með lága seigju. , það er auðveldara að mynda einsleitt kerfi.
- Hlutfallslegur raki hefur veruleg áhrif á vélræna eiginleika HPMC/HPS samsettra kvikmynda og áhrif þess eykst með aukningu á HPS innihaldi. Við lægra hlutfallslegan raka jókst bæði teygjustuðull og togstyrkur samsettu filmanna með aukningu á HPS innihaldi og roflenging samsettu filmanna var marktækt minni en hreinu íhlutafilmanna. Með aukningu á hlutfallslegum raka minnkaði teygjustuðull og togstyrkur samsettu filmunnar og lengingin við brot jókst verulega og sambandið milli vélrænna eiginleika samsettu filmunnar og samsetningarhlutfallsins sýndi algjörlega andstæða breytingamynstur undir mismunandi Hlutfallslegur rakastig. Vélrænni eiginleikar samsettra himna með mismunandi blöndunarhlutföllum sýna skurðpunkt við mismunandi hlutfallslegan rakaskilyrði, sem gefur möguleika á að hámarka afköst vörunnar í samræmi við mismunandi notkunarkröfur.
- Með því að bæta við HPS bætti súrefnishindrunar eiginleika samsettu himnunnar. Súrefnis gegndræpi samsettu himnunnar minnkaði mikið með aukningu á HPS innihaldi.
- Í HPMC/HPS köldu og heitu hlaupblöndukerfinu er ákveðin samhæfni á milli þessara tveggja íhluta. Ekkert augljóst tveggja fasa viðmót fannst í SEM myndum allra samsettu filmanna, flestar samsettu filmanna höfðu aðeins einn glerbreytingapunkt í DMA niðurstöðunum og aðeins einn hitauppstreymi niðurbrotstoppur kom fram í DTG ferlum flestra samsettu filmunnar. kvikmyndir. Það sýnir að það er ákveðin lýsing á milli HPMC og HPS.
Ofangreindar tilraunaniðurstöður sýna að samsetning HPS og HPMC getur ekki aðeins dregið úr framleiðslukostnaði HPMC ætrar kvikmyndar heldur einnig bætt árangur hennar. Hægt er að ná fram vélrænni eiginleikum, súrefnishindrunareiginleikum og sjónrænum eiginleikum ætu samsettu filmunnar með því að stilla samsetningarhlutfallið af tveimur hlutum og hlutfallslegum raka ytra umhverfisins.
Kafli 4 Samband milli örfræði og vélrænna eiginleika HPMC/HPS efnasambandakerfis
Í samanburði við hærri blöndunaróreiðu við blöndun málmblanda er blöndunaróreiðin við blöndun fjölliða yfirleitt mjög lítil og hitinn við blöndun við blöndun er venjulega jákvæður, sem leiðir til fjölliðablöndunarferla. Gibbs ókeypis orkubreytingin í er jákvæð (���>), því hafa fjölliðasamsetningar tilhneigingu til að mynda fasaaðskilin tveggja fasa kerfi og fullkomlega samhæfðar fjölliðasamsetningar eru mjög sjaldgæfar [242].
Blandanleg efnasambönd geta venjulega náð sameindastigi í varmafræði og myndað einsleit efnasambönd, þannig að flest fjölliða efnasambandakerfi eru óblandanleg. Samt sem áður geta mörg fjölliða efnasambönd kerfi náð samhæfðu ástandi við vissar aðstæður og orðið efnasambönd með ákveðna eindrægni [257].
Stórsæir eiginleikar eins og vélrænir eiginleikar fjölliða samsettra kerfa ráðast að miklu leyti af samspili og fasaformgerð íhluta þeirra, sérstaklega samhæfni milli íhluta og samsetningu samfelldra og dreifðra fasa [301]. Þess vegna er mjög mikilvægt að rannsaka smásæja formgerð og stórsæja eiginleika samsetta kerfisins og koma á tengslum þeirra á milli, sem hefur mikla þýðingu til að stjórna eiginleikum samsettra efna með því að stjórna fasabyggingu og samhæfni hins samsetta kerfis.
Í því ferli að rannsaka formgerð og fasamynd flókna kerfisins er mjög mikilvægt að velja viðeigandi leiðir til að greina mismunandi íhluti. Hins vegar er greinarmunurinn á HPMC og HPS nokkuð erfiður, vegna þess að báðir hafa gott gagnsæi og svipaðan brotstuðul, svo það er erfitt að greina íhlutina tvo með sjónsmásjá; Að auki, vegna þess að báðir eru lífrænt kolefnisbundið efni, þannig að þeir tveir hafa svipaða orku frásog, svo það er einnig erfitt fyrir að skanna rafeindasmásjá að greina nákvæmlega hluti af íhlutunum. Fourier umbreyta innrauða litrófsgreiningu getur endurspeglað breytingar á formgerð og fasa skýringarmynd próteinstarkaðs flókins kerfis með svæðishlutfalli fjölsykrubandsins við 1180-953 cm-1 og amíðbandið 1750-1483 cm-1 [52,, 337], en þessi tækni er mjög flókin og krefst venjulega samstillingargeislunar Fourier umbreytinga innrauða tækni til að mynda nægjanlega birtuskil fyrir HPMC/HPS blendingakerfi. Það eru líka aðferðir til að ná þessum aðskilnaði á íhlutum, svo sem rafeindasmásjárskoðun og dreifingu með litlum hornum röntgengeisla, en þessar aðferðir eru venjulega flóknar [338]. Í þessu efni er notuð einfalda joðlitun sjón smásjágreiningaraðferð og meginreglan um að endahópur amýlósa helical uppbyggingarinnar geti brugðist við joð til að mynda aðlögunarfléttur er notaður til að lita HPMC/HPS efnasambandskerfi með joðlitun, svo svo að HPS Hlutirnir voru aðgreindir frá HPMC hlutunum með mismunandi litum í ljóssmásjánni. Þess vegna er joðlitunaraðferð ljóssmásjárgreiningar einföld og áhrifarík rannsóknaraðferð fyrir formgerð og fasa skýringarmynd sterkju-undirstaða flókinna kerfa.
Í þessum kafla var smásæ formgerð, fasadreifing, fasaskipti og önnur smásmíði HPMC/HPS efnasambandakerfisins rannsökuð með joðlitun ljóssmásjáagreiningar; og vélrænni eiginleikar og aðrir stórsæir eiginleikar; og með fylgnigreiningu á smásæjum formgerð og stórsæjum eiginleikum mismunandi lausnastyrks og efnasambandshlutfalla, var sambandið milli smábyggingar og stórsæja eiginleika HPMC/HPS efnasambandakerfisins komið á, til að stjórna HPMC/HPS. Gefðu grunn að eiginleikum samsettra efna.
4.1 Efni og búnaður
4.1.1 Helstu tilraunaefni
4.2 Tilraunaaðferð
4.2.1 Undirbúningur HPMC/HPS efnasambandslausnar
Undirbúið HPMC lausn og HPS lausn í 3%, 5%, 7% og 9% styrk, sjá 2.2.1 fyrir undirbúningsaðferð. Blandið HPMC lausn og HPS lausn í samræmi við 100:0, 90:10, 80:20, 70:30, 60:40, 50:50, 45:55, 40:60, 30:70, 20:80, 0: 100 mismunandi hlutföllum var blandað við hraða 250 RMP/mín. Við 21 ° C í 30 mínútur, og blandaðar lausnir með mismunandi styrk og mismunandi hlutföll fengust.
4.2.2 Undirbúningur HPMC/HPS samsettrar himnu
Sjá 3.2.1.
4.2.3 Undirbúningur HPMC/HPS samsettra hylkja
Vísaðu til lausnarinnar sem framleidd er með aðferðinni í 2.2.1, notaðu ryðfríu stáli mót til að dýfa og þurrkaðu hana við 37 ° C. Dragðu út þurrkuðu hylkin, skerðu af umfram og settu þau saman til að mynda par.
4.2.4 HPMC/HPS samsett kvikmynd sjón smásjá
4.2.4.1 Meginreglur ljóssmásjárgreiningar
Ljóssmásjáin notar sjónfræðilega meginregluna um að stækka mynd með kúptri linsu og notar tvær samruna linsur til að stækka opnunarhorn nálægra örsmáu efna í augun og stækka stærð örsmáu efna sem ekki er hægt að greina með auga manna. þar til stærð efnanna er hægt að greina með auga manna.
4.2.4.2 Prófunaraðferð
HPMC/HPS efnasambandslausnirnar af mismunandi styrkleika og blöndunarhlutföllum voru teknar út við 21°C, settar á glerglas, steyptar í þunnt lag og þurrkaðar við sama hitastig. Filmurnar voru litaðar með 1% joðlausn (1 g af joði og 10 g af kalíumjoðíði voru sett í 100 ml mæliflösku og leyst upp í etanóli), sett á sviði ljóssmásjár til athugunar og myndaðar.
4.2.5 Ljóssending HPMC/HPS samsettrar filmu
4.2.5.1 Greiningarregla UV-vis litrófsmælinga
Sama og 3.2.3.1.
4.2.5.1 Prófunaraðferð
Sjá 3.2.3.2.
4.2.6 Tog eiginleikar HPMC/HPS samsettra kvikmynda
4.2.6.1 Meginregla togeignagreiningar
Sama og 3.2.3.1.
4.2.6.1 Prófunaraðferð
Sýnin voru prófuð eftir jafnvægi við 73% raka í 48 klst. Sjá 3.2.3.2 fyrir prófunaraðferðina.
4.3 Niðurstöður og umræður
4.3.1 Athugun á gagnsæi vöru
Mynd 4-1 sýnir ætar filmur og hylki sem eru unnin með því að blanda saman HPMC og HPS í 70:30 blöndunarhlutfalli. Eins og sést á myndinni hafa vörurnar gott gagnsæi sem gefur til kynna að HPMC og HPS hafi svipaða brotstuðul og hægt er að fá einsleitt efnasamband eftir að hafa blandað þessu tvennu saman.
4.3.2 Ljóssmásjármyndir af HPMC/HPS fléttum fyrir og eftir litun
Mynd 4-2 sýnir dæmigerða formgerð fyrir og eftir litun á HPMC/HPS fléttum með mismunandi samsetningarhlutföll sem sést undir sjón smásjá. Eins og sést á myndinni er erfitt að greina á milli HPMC fasa og HPS fasa í ólituðu myndinni; litaða hreina HPMC og hreina HPS sýna sína einstöku liti, sem er vegna þess að hvarf HPS og joðs með joðlitun. Liturinn verður dekkri. Þess vegna eru fasarnir tveir í HPMC/HPS efnasambandskerfinu einfaldlega og greinilega aðgreindir, sem sannar enn frekar að HPMC og HPS eru ekki blandanleg og geta ekki myndað einsleitt efnasamband. Eins og sjá má á myndinni, eftir því sem HPS-innihaldið eykst, heldur flatarmálið á myrka svæðinu (HPS-fasa) á myndinni áfram að aukast eins og búist var við og staðfestir þannig að tveggja fasa endurröðun á sér stað meðan á þessu ferli stendur. Þegar innihald HPMC er hærra en 40% sýnir HPMC ástand samfelldra fasa og HPS er dreift í samfellda fasa HPMC sem dreifða fasa. Aftur á móti, þegar innihald HPMC er lægra en 40%, sýnir HPS ástand samfelldra fasa og HPMC er dreift í samfellda fasa HPS sem dreifður fasa. Þess vegna, í 5% HPMC/HPS efnasambandalausninni, með vaxandi HPS innihaldi, gerðist hið gagnstæða þegar efnasambandshlutfallið var HPMC/HPS 40:60. Samfelldi fasinn breytist frá upphafs-HPS-fasa yfir í síðari HPS-fasa. Með því að fylgjast með fasaforminu má sjá að HPMC fasinn í HPS fylkinu er kúlulaga eftir dreifingu, en dreifð lögun HPS fasans í HPMC fylkinu er óreglulegri.
Þar að auki, með því að reikna út hlutfall flatarmáls ljósa svæðisins (HPMC) og dökklitaða svæðisins (HPS) í HPMC/HPS flókinu eftir litun (án þess að taka tillit til mesófasaaðstæðna), kom í ljós að flatarmálið af HPMC (ljós litur)/HPS (dökkur litur) á myndinni Hlutfallið er alltaf hærra en raunverulegt hlutfall HPMC/HPS efnasambanda. Til dæmis, í litunarmyndinni af HPMC/HPS efnasambandi með efnasambandshlutfallið 50:50, er flatarmál HPS á millifasasvæðinu ekki reiknað og hlutfall ljóss/dökks svæðis er 71/29. Þessi niðurstaða staðfestir tilvist mikillar fjölda mesófasa í HPMC/HPS samsettu kerfinu.
Það er vel þekkt að fullkomlega samhæf fjölliðablöndunarkerfi eru frekar sjaldgæf vegna þess að meðan á fjölliðablöndunarferlinu stendur er hitinn við blöndun venjulega jákvæður og óreiðu efnablöndunnar breytist yfirleitt lítið, þannig að frjáls orka við blöndun breytist í jákvætt gildi. Hins vegar, í HPMC/HPS efnasambandskerfinu, lofa HPMC og HPS enn að sýna meiri samhæfni, vegna þess að HPMC og HPS eru báðar vatnssæknar fjölsykrur, hafa sömu byggingareiningu - glúkósa, og standast sama virka hópinn er breytt með hýdroxýprópýl. Fyrirbæri margra mesófasa í HPMC/HPS efnasambandskerfinu gefur einnig til kynna að HPMC og HPS í efnasambandinu hafi ákveðna samhæfni, og svipað fyrirbæri á sér stað í sterkju-pólývínýlalkóhólblöndukerfinu með mýkiefni bætt við. kom einnig fram [339].
4.3.3 Tengsl smásjárformgerðar og stórsækra eiginleika efnasambandskerfisins
Sambandið milli formgerðar, fasaaðskilnaðarfyrirbæra, gagnsæis og vélrænna eiginleika HPMC/HPS samsetta kerfisins var rannsakað ítarlega. Mynd 4-3 sýnir áhrif HPS innihalds á stórsæja eiginleika eins og gagnsæi og togstuðul HPMC/HPS efnasambandakerfis. Það má sjá á myndinni að gegnsæi hreinna HPMC er hærra en í hreinu HPS, aðallega vegna þess að endurkristöllun sterkju dregur úr gegnsæi HPS, og hýdroxýprópýlbreytingin á sterkju er einnig mikilvæg ástæða til að draga úr gagnsæi HPS [340, 341]. Það er að finna á myndinni að umbreyting HPMC/HPS efnasambandskerfisins mun hafa lágmarksgildi með mismuninn á HPS innihaldinu. Geislun efnasambandskerfisins, á bilinu HPS innihald undir 70%, eykst meðit minnkar með aukningu á HPS innihaldi; þegar HPS innihald fer yfir 70%, eykst það með aukningu á HPS innihaldi. Þetta fyrirbæri þýðir að HPMC/HPS efnasambandskerfið er óblandanlegt, vegna þess að fasaaðskilnaður fyrirbæri kerfisins leiðir til lækkunar á ljósgeislun. Þvert á móti, stuðull Young á efnasambandskerfinu virtist einnig lágmarkspunktur með mismunandi hlutföllum og stuðull Young hélt áfram að minnka með aukningu HPS innihalds og náði lægsta punkti þegar HPS innihaldið var 60%. Stuðullinn hélt áfram að aukast og stuðullinn jókst lítillega. Young's stuðull HPMC/HPS efnasambandakerfisins sýndi lágmarksgildi, sem gaf einnig til kynna að efnasambandskerfið væri óblandanlegt kerfi. Lægsti ljósgeislunarpunktur HPMC/HPS efnasambandskerfis er í samræmi við fasaskiptapunkt HPMC samfelldra fasa yfir í dreifðan fasa og lægsta punkt Youngs stuðulsgildis á mynd 4-2.
4.3.4 Áhrif styrks lausnar á smásæja formgerð efnasambandakerfisins
Mynd 4-4 sýnir áhrif lausnarstyrks á formgerð og fasaskipti HPMC/HPS efnasambandakerfisins. Eins og sést á myndinni er lágur styrkur 3% HPMC/HPS efnasambandskerfis, í efnasambandshlutfalli HPMC/HPS er 40:60, hægt er að sjá útlit samfelldrar uppbyggingar; en í háum styrk 7% lausnar sést þessi samsamfellda uppbygging á myndinni með blöndunarhlutfallið 50:50. Þessi niðurstaða sýnir að fasabreytingarpunktur HPMC/HPS efnasambandakerfisins hefur ákveðna styrkleikaháð og HPMC/HPS efnasambandshlutfall fasaskipta eykst með aukningu styrkleika efnasambandslausnar og HPS hefur tilhneigingu til að mynda samfelldan fasa . . Að auki sýndu HPS lénin sem dreift voru í HPMC samfellda fasanum svipuð lögun og formgerð með breytingu á styrk; en HPMC dreifðu fasarnir, sem dreifðir voru í HPS samfellda fasanum, sýndu mismunandi lögun og formgerð við mismunandi styrk. og með aukningu á styrk lausnar varð dreifingarsvæði HPMC meira og meira óreglulegt. Aðalástæðan fyrir þessu fyrirbæri er sú að seigja HPS lausnarinnar er mun hærri en HPMC lausnin við stofuhita og tilhneiging HPMC fasans til að mynda snyrtilegt kúlulaga ástand er bæld vegna yfirborðs spennu.
4.3.5 Áhrif styrks lausnar á vélræna eiginleika efnasambandskerfis
Í samræmi við formgerðina á mynd 4-4, sýnir mynd 4-5 tog eiginleika samsettra filma sem myndast við mismunandi styrklausnir. Það má sjá á myndinni að Young's stuðullinn og lenging við brot á HPMC/HPS samsettu kerfinu hafa tilhneigingu til að minnka með aukningu lausnarstyrks, sem er í samræmi við hægfara umbreytingu HPMC frá samfelldum fasa í dreifða fasa á mynd 4 -4. Smásjá formgerð er í samræmi. Þar sem Young's stuðull HPMC samfjölliða er hærri en HPS, er því spáð að Young's stuðull HPMC/HPS samsetts kerfis verði bættur þegar HPMC er samfelldi fasinn.
4.4 Samantekt þessa kafla
Í þessum kafla voru útbúnar HPMC/HPS efnasambandslausnir og ætar samsettar filmur með mismunandi styrkleika og samsetningarhlutföll, og smásæ formgerð og fasaskipti HPMC/HPS efnasambandakerfisins sáust með sjónsmásjágreiningu á joðlitun til að greina sterkjufasa. Ljósgeislun og vélrænni eiginleikar ætu samsettu filmunnar af HPMC/HPS voru rannsakaðir með UV-vis litrófsmæli og vélrænni eiginleikaprófara, og áhrif mismunandi styrkleika og samsetningarhlutfalla á sjónfræðilega eiginleika og vélræna eiginleika samsetningarkerfisins voru rannsökuð. Sambandið milli smábyggingar og stórsæislegra eiginleika HPMC/HPS efnasambandskerfisins var komið á með því að sameina örbyggingu samsetta kerfisins, svo sem örbyggingu, fasaskipti og fasaaðskilnað, og stórsæja eiginleika eins og sjónræna eiginleika og vélræna eiginleika. Helstu niðurstöður eru sem hér segir:
- Optísk smásjárgreiningaraðferð til að greina sterkjufasa með joð litun er einfaldasta, beinasta og áhrifaríkasta aðferðin til að rannsaka formgerð og áfangabreytingu á sterkjubundnu efnasambandskerfi. Með joðlitun virðist sterkjufasinn dekkri og dekkri við ljóssmásjárskoðun, en HPMC er ekki litaður og virðist því ljósari á litinn.
- HPMC/HPS efnasambandskerfið er ekki blandanlegt og það er fasabreytingarpunktur í efnasambandskerfinu, og þessi fasabreytingarpunktur er háður ákveðnu hlutfalli efnasambanda og háð lausnarstyrk.
- HPMC/HPS efnasambandskerfið hefur góða eindrægni og mikill fjöldi mesófasa er til staðar í efnasambandskerfinu. Í millistiginu er samfellda fasanum dreift í dreifða fasanum í ástandi agna.
- Dreifður fasi HPS í HPMC fylki sýndi svipaða kúlulaga lögun við mismunandi styrkleika; HPMC sýndi óreglulega formgerð í HPS fylki og óreglugerð formgerðarinnar jókst með aukinni styrk.
- The relationship between the microstructure, phase transition, transparency and mechanical properties of the HPMC/HPS composite system was established. a. Lægsti gagnsæispunktur efnasambandskerfisins er í samræmi við fasaskiptapunkt HPMC frá samfellda fasanum í dreifða fasann og lágmarkspunktinn á minnkun togstuðulsins. b. Young's stuðullinn og lenging við brot minnkar með aukningu á styrk lausnar, sem er orsakatengt formfræðilegri breytingu á HPMC úr samfelldum fasa í dreifðan fasa í efnasambandskerfinu.
Í stuttu máli eru stórsæjir eiginleikar HPMC/HPS samsetta kerfisins nátengdir smásjá formfræðilegri uppbyggingu þess, fasaskiptum, fasaaðskilnaði og öðrum fyrirbærum og hægt er að stjórna eiginleikum samsettra efna með því að stjórna fasabyggingu og samhæfni samsettu efnisins. kerfi.
5. kafli Áhrif HPS hýdroxýprópýluppbótargráðu á gigtarfræðilega eiginleika HPMC/HPS efnasambandakerfis
Það er vel þekkt að litlar breytingar á efnafræðilegri uppbyggingu sterkju geta leitt til stórkostlegra breytinga á gigtareiginleikum hennar. Þess vegna býður efnafræðileg breyting á möguleika á að bæta og stjórna gigtfræðilegum eiginleikum sterkju sem byggir á vörum [342]. Aftur á móti getur það að ná tökum á áhrifum efnafræðilegrar uppbyggingar sterkju á rheological eiginleika þess betur skilið byggingareiginleika sterkju-undirstaða vara, og skapa grundvöll fyrir hönnun breyttrar sterkju með bætta sterkju virka eiginleika [235]. Hýdroxýprópýl sterkja er fagleg breytt sterkja sem er mikið notuð á sviði matvæla og lyfja. Það er venjulega framleitt með eterunarhvarfi innfæddrar sterkju við própýlenoxíð við basísk skilyrði. Hýdroxýprópýl er vatnssækinn hópur. Innleiðing þessara hópa inn í sameindakeðju sterkju getur rofið eða veikt vetnistengin innan sameinda sem viðhalda sterkjukornbyggingunni. Þess vegna eru eðlisefnafræðilegir eiginleikar hýdroxýprópýl sterkju tengdir því stigi að skipta um hýdroxýprópýlhópa á sameindakeðju þess [233, 235, 343, 344].
Margar rannsóknir hafa rannsakað áhrif hýdroxýprópýlskiptastigs á eðlisefnafræðilega eiginleika hýdroxýprópýlsterkju. Han o.fl. rannsakað áhrif hýdroxýprópýlvaxkenndrar sterkju og hýdroxýprópýlmaíssterkju á uppbyggingu og endurnýjunareiginleika kóreskra glímandi hrísgrjónakaka. Rannsóknin leiddi í ljós að hýdroxýprópýlering getur dregið úr gelatínunarhitastigi sterkju og bætt vatnsheldni sterkju. frammistaða og hindraði öldrunar fyrirbæri sterkju í kóreskum glútín hrísgrjónakökum [345]. Kaur o.fl. rannsakað áhrif hýdroxýprópýlskipta á eðlisefnafræðilega eiginleika mismunandi afbrigða af kartöflusterkju, og komst að því að hve mikil hýdroxýprópýlútskipti kartöflusterkju var breytileg eftir mismunandi afbrigðum og áhrif þess á eiginleika sterkju með stóra kornastærð Mikilvægari; hýdroxýprópýlerunarhvarfið veldur mörgum brotum og rifum á yfirborði sterkjukorna; Hýdroxýprópýlskipti geta verulega bætt bólgueiginleika, vatnsleysni og leysni sterkju í dímetýlsúlfoxíði og bætt sterkju gagnsæi líma [346]. Lawal o.fl. rannsakað áhrif hýdroxýprópýlskipta á eiginleika sætrar kartöflusterkju. Rannsóknin sýndi að eftir hýdroxýprópýlbreytingu var frjáls bólgnageta og vatnsleysni sterkju bætt; hindrað var að endurkristöllun og endurbrot innfæddrar sterkju; Meltanleiki batnar [347]. Schmitz o.fl. útbjó hýdroxýprópýl tapíóka sterkju og fann að hún hafði meiri bólgugetu og seigju, lægri öldrunarhraða og meiri frost-þíðingarstöðugleika [344].
Hins vegar eru fáar rannsóknir á gigtarfræðilegum eiginleikum hýdroxýprópýlsterkju, og áhrif hýdroxýprópýlsbreytingar á gigtareiginleika og hlaupeiginleika sterkjubundinna efnasambanda hafa sjaldan verið tilkynnt hingað til. Chun o.fl. rannsakað rheology lágstyrks (5%) hýdroxýprópýl hrísgrjónsterkjulausn. Niðurstöðurnar sýndu að áhrif hýdroxýprópýlbreytinga á stöðugt ástand og kraftmikla seigja sterkjulausnina tengdust magni skiptingar og lítið magn af hýdroxýprópýlprópýlskiptingu getur verulega breytt rheological eiginleika sterkjulausna; Seigjustuðull sterkjulausna minnkar með aukningu á uppbótargráðu og hitastigsfíkn á gigtfræðilegum eiginleikum eykst með aukningu hýdroxýprópýlaskiptaprófs. Magnið minnkar með aukinni útskiptingu [342]. Lee o.fl. rannsakað áhrif hýdroxýprópýlskipta á eðlisfræðilega eiginleika og gigtareiginleika sætrar kartöflusterkju og niðurstöðurnar sýndu að bólgnageta og vatnsleysni sterkju jókst með aukningu á gráðu hýdroxýprópýlskipta; Gildisgildið lækkar með aukningu hýdroxýprópýlaskiptaprófs; seigjustuðullinn, flókin seigja, flóttaálag, flókin seigja og kraftmikil stuðull sterkjulausnar lækka allir með aukningu á hýdroxýprópýl útskiptagráðu, vökvavísitölu og tapstuðli. hlaupstyrkur sterkjulíms minnkar, frost-þíðingarstöðugleiki eykst og samvirkniáhrif minnka [235].
In this chapter, the effect of HPS hydroxypropyl substitution degree on the rheological properties and gel properties of HPMC/HPS cold and hot gel compound system was studied. Umbreytingarástandið hefur mikla þýðingu fyrir ítarlegan skilning á tengslum milli myndunar uppbyggingar og gigtfræðilegra eiginleika. Að auki var fjallað um gelunarbúnað HPMC/HPS öfugra kólnandi efnasambandskerfisins, til þess að veita nokkrar fræðilegar leiðbeiningar fyrir önnur svipuð hitahitakerfi.
5.1 Efni og búnaður
5.1.1 Helstu tilraunaefni
5.1.2 Helstu tæki og búnaður
5.2 Tilraunaaðferð
5.2.1 Undirbúningur samsettra lausna
15% HPMC/HPS efnasambandslausnir með mismunandi blöndunarhlutföllum (100/0, 50/50, 0/100) og HPS með mismunandi hýdroxýprópýl útskiptagráðum (G80, A939, A1081) voru útbúnar. Undirbúningsaðferðir A1081, A939, HPMC og samsettar lausnir þeirra eru sýndar í 2.2.1. G80 og efnasambandslausnir þess með HPMC eru gelatínaðar með því að hræra við skilyrðin 1500psi og 110°C í autoclave, vegna þess að G80 Native sterkja er mikil amýlósi (80%) og gelatínunarhitastig hennar er hærra en 100°C, sem ekki er hægt að náð með upprunalegu vatnsbað gelatínization aðferðinni [348].
5.2.2 Gigtfræðilegir eiginleikar HPMC/HPS efnasambandslausna með mismunandi stigum HPS hýdroxýprópýlskipta
5.2.2.1 Meginregla gigtfræðigreiningar
Sama og 2.2.2.1
5.2.2.2 Prófunaraðferð fyrir rennslisham
Notuð var samhliða plötuklemma með 60 mm þvermál og plötubilið stillt á 1 mm.
- Það er prófunaraðferð fyrir klippingu flæðisprófunar og þriggja þrepa tístrópíu. Sama og 2.2.2.2.
- Flow test method without pre-shear and thixotropic ring thixotropy. Prófunarhitinn er 25 °C, a. Klippa á auknum hraða, klippi á bilinu 0-1000 S-1, klippitími 1 mín; b. Stöðug klipping, klippihraði 1000 s-1, klippitími 1 mín; c. Minni hraða klippa, klippihraði er 1000-0s-1 og klippitími er 1 mín.
5.2.2.3 Prófunaraðferð fyrir sveifluham
Notuð var samhliða plötufesting með 60 mm þvermál og plötubilið stillt á 1 mm.
- Aflögunarbreytilegt sópa. Prófunarhiti 25 °C, tíðni 1 Hz, aflögun 0,01-100 %.
- Hitastigsskönnun. Tíðni 1 Hz, aflögun 0,1 %, a. Upphitun, hitastig 5-85 ° C, hitunarhraði 2 ° C/mín. b. Kælingarferli, hitastig 85-5 ° C, kælingarhraði 2 ° C/mín. Kísillolíuþétting er notuð í kringum sýnið til að forðast rakatap meðan á prófun stendur.
- Tíðnissóp. Frávik 0,1 %, tíðni 1-100 rad/s. Prófin voru framkvæmd við 5 ° C og 85 ° C, í sömu röð, og jafnað við prófunarhitastigið í 5 mínútur fyrir próf.
Sambandið milli geymslustuðulsins G′ og tapsstuðulsins G″ fjölliðalausnarinnar og hornatíðnarinnar ω fylgir aflslögmáli:
þar sem n′ og n″ eru hallar log G′-log ω og log G″-log ω, í sömu röð;
G0′ og G0″ eru skurðpunktar log G′-log ω og log G″-log ω, í sömu röð.
5.2.3 Ljóssmásjá
5.2.3.1 Tækjaregla
Sama og 4.2.3.1
5.2.3.2 Prófunaraðferð
3% 5:5 HPMC/HPS efnasambandslausnin var tekin út við mismunandi hitastig 25 °C, 45 °C og 85 °C, sett á glerglas sem haldið var við sama hitastig og steypt í þunna filmu. laglausn og þurrkuð við sama hitastig. Filmurnar voru litaðar með 1% joðlausn, settar á sviði ljóssmásjár til athugunar og myndaðar.
5.3 Niðurstöður og umræður
5.3.1 Seigja og flæðismynstur greining
5.3.1.1 Flæðisprófunaraðferð án forklippingar og tíxótrópískrar hringþjöfnunar
Með því að nota rennslisprófunaraðferðina án þess að klippa og thixotropic hringþurrkuaðferð, var seigja HPMC/HPS efnasambands lausnar með mismunandi gráður af hýdroxýprópýlaskipti HPS rannsökuð. Niðurstöðurnar eru sýndar á mynd 5-1. Það má sjá á myndinni að seigja allra sýnanna sýnir minnkandi þróun með hækkun á klippihraða undir verkun klippikrafts, sem sýnir ákveðið stig þynnandi fyrirbæri. Flestar fjölliða lausnir eða bræðslur í háum samfellu gangast undir sterka sundurliðun og sameinda endurskipulagningu undir klippingu og sýna þannig gervivökvahegðun [305, 349, 350]. Samt sem áður eru klippaþynningargráður HPMC/HPS samsettra lausna HPS með mismunandi hýdroxýprópýluppbótargráðum mismunandi.
Mynd 5-1 seigja samanborið við klippihraða HPS/HPMC lausnarinnar með mismunandi hydropropyl skiptingargráðu HPS (án fyrirfram klippingar, föstu og holt tákn eru aukin hlutfall og lækkandi hlutfall, í sömu röð)
Það sést á myndinni að seigja og klippa þynningu hreinu HPS sýnisins eru hærri en HPMC/HPS efnasambandssýni, en skyggnispróf HPMC lausnarinnar er lægsta, aðallega vegna þess að seigja HPS við lágt hitastig er verulega hærra en HPMC. Að auki, fyrir HPMC/HPS efnasambandslausnina með sama efnasambandshlutfalli, eykst seigja með HPS hýdroxýprópýl útskiptagráðu. Þetta getur verið vegna þess að viðbót hýdroxýprópýlhópa í sterkjusameindum brýtur vetnistengin milli sameinda og leiðir þannig til sundrunar sterkjukorna. Hýdroxýprópýlering dró verulega úr skurðþynningu sterkju, og klippþynning fyrirbæri innfæddrar sterkju var augljósasta. Með stöðugri aukningu á hýdroxýprópýlskiptistiginu minnkaði klippþynningarstig HPS smám saman.
Öll sýnin eru með tíxótrópíska hringi á skurðspennu-skurðhraðaferlinum, sem gefur til kynna að öll sýnin hafi ákveðna tístrópíu. Þísóttrópíski styrkurinn er táknaður með stærð tíkótrópísks hringsvæðisins. Því tíkótrópískara sem sýnið er [351]. Rennslisstuðull n og seigjustuðull K sýnislausnarinnar er hægt að reikna út með Ostwald-de Waele afllögunum (sjá jöfnu (2-1)).
Tafla 5-1 Flæðihegðunarstuðull (n) og vökvasamkvæmnistuðull (K) við aukið hraða- og minnkandi hraðaferli og þjóttrópíulykkjusvæði HPS/HPMC lausnarinnar með mismunandi hýdróprópýlskiptastig HPS við 25 °C
Tafla 5-1 sýnir rennslisstuðul n, seigjustuðul K og þiklótrópískt hringflatarmál HPMC/HPS efnasambandslausna með mismunandi gráðu hýdroxýprópýlskipta HPS í því ferli að auka klippingu og minnka klippingu. It can be seen from the table that the flow index n of all samples is less than 1, indicating that all sample solutions are pseudoplastic fluids. For the HPMC/HPS compound system with the same HPS hydroxypropyl substitution degree, the flow index n increases with the increase of HPMC content, indicating that the addition of HPMC makes the compound solution exhibit stronger Newtonian fluid characteristics. Með aukningu á HPMC innihaldi minnkaði seigjustuðullinn K stöðugt, sem benti til þess að viðbót HPMC minnkaði seigju efnasambandsins, vegna þess að seigjustuðullinn K var í réttu hlutfalli við seigju. N gildi og K gildi hreinra HPS með mismunandi hýdroxýprópýl skipti gráður í hækkandi klippu stigi minnkaði bæði með aukningu hýdroxýprópýlsgráðu, sem bendir til þess að hýdroxýprópýleringarbreyting geti bætt gerviþéttni sterkju og dregið úr seigju sterkju lausna. Þvert á móti, gildi N eykst með aukningu á skiptingarprófi í minnkandi klippa stiginu, sem bendir til þess að hýdroxýprópýlering bæti Newtonian vökvahegðun lausnarinnar eftir háhraða klippingu. n gildi og K gildi HPMC/HPS efnasambandakerfisins voru fyrir áhrifum af bæði HPS hýdroxýprópýleringu og HPMC, sem voru afleiðing af sameinuðu verkun þeirra. Í samanburði við vaxandi klippa stigið urðu N gildi allra sýnanna á minnkandi klippustiginu stærra, meðan K-gildin urðu minni, sem benti til þess að seigja efnasambandsins hafi verið minnkuð eftir háhraða klippingu og The seigja efnasambandsins Newtonsk vökvahegðun efnasambandslausnarinnar var aukin. .
Flatarmál tíxótrópísks hrings minnkaði með aukningu á HPMC innihaldi, sem gefur til kynna að viðbót HPMC dró úr tíkótrópíu efnasambandslausnarinnar og bætti stöðugleika hennar. Fyrir HPMC/HPS efnasambandslausnina með sama blöndunarhlutfalli minnkar flatarmál tíkótrópísks hrings með aukningu á HPS hýdroxýprópýl útskiptagráðu, sem gefur til kynna að hýdroxýprópýlering bætir stöðugleika HPS.
5.3.1.2 Klippunaraðferð með forskurði og þriggja þrepa tíkótrópískri aðferð
Skúfaðferðin með forklippingu var notuð til að kanna breytingu á seigju HPMC/HPS efnasambandslausnar með mismunandi gráðu hýdroxýprópýlskipta HPS með skurðhraða. Niðurstöðurnar eru sýndar á mynd 5-2. Á myndinni má sjá að HPMC lausnin sýnir nánast enga klippuþynningu en hin sýnin sýna klippþynningu. Þetta er í samræmi við niðurstöður sem fengust með klippuaðferðinni án forklippingar. Það má líka sjá á myndinni að við lágan skurðhraða sýnir sýnið sem er mjög hýdroxýprópýlsetið hásléttusvæði.
Mynd 5-2 Seigja á móti skurðhraða HPS/HPMC lausnarinnar með mismunandi hýdróprópýlskiptastig HPS (með forklippingu)
Seigja núllskerfs (h0), rennslisstuðull (n) og seigjustuðull (K) sem fæst með aðlögun eru sýnd í töflu 5-2. Af töflunni má sjá að fyrir hreinu HPS sýnin hækka n gildin sem fást með báðum aðferðum með skiptingarstiginu, sem gefur til kynna að fastefnalík hegðun sterkjulausnarinnar minnkar þegar skiptingarstigið eykst. Með aukningu á HPMC innihaldi sýndu n gildin öll lækkandi tilhneigingu, sem gefur til kynna að HPMC hafi dregið úr fastefnislíkri hegðun lausnarinnar. Þetta sýnir að eigindlegar greiningarniðurstöður aðferðanna tveggja eru í samræmi.
Þegar borin eru saman gögn sem fengust fyrir sama sýni með mismunandi prófunaraðferðum kemur í ljós að gildi n sem fæst eftir forklippingu er alltaf meira en það sem fæst með aðferðinni án forklippingar, sem gefur til kynna að samsetta kerfið sem fæst með forklippingu. -klippaaðferðin er solid-eins og hegðunin er lægri en mæld með aðferðinni án forklippingar. Þetta er vegna þess að lokaniðurstaðan sem fæst í prófuninni án forklippingar er í raun afleiðing af samsettri virkni klipphraða og klipptíma, á meðan prófunaraðferðin með forklippingu útilokar fyrst tíkótrópísk áhrif með mikilli klippingu í tiltekinn tíma. tíma. Þess vegna getur þessi aðferð ákvarðað nákvæmari klippingu þynningarfyrirbæri og flæðiseiginleika efnasambandskerfisins.
Af töflunni getum við líka séð að fyrir sama blöndunarhlutfall (5:5) er n gildi blöndunarkerfisins nálægt 1 og forklippt n eykst með hýdroxýprópýlskiptingu. Það sýnir að HPMC er samfelldur fasi í efnasambandakerfinu, og HPMC hefur sterkari áhrif á sterkjusýni með lága hýdroxýprópýl útskiptagráðu, sem er í samræmi við niðurstöðuna að n gildið eykst með aukningu á útskiptagráðu án þess að forklippa þvert á móti. K-gildi samsettra kerfa með mismunandi skiptingarstig í aðferðunum tveimur eru svipuð og það er engin sérstaklega augljós stefna, á meðan núll-skurðseigjan sýnir skýra lækkun, vegna þess að núll-shear seigja er óháð klippunni hlutfall. Innri seigja getur nákvæmlega endurspeglað eiginleika efnisins sjálfs.
Mynd 5-3 Þriggja tímabila þjaxótrópun á HPS/HPMC blöndulausninni með mismunandi hýdróprópýl útskiptagráðu HPS
Þriggja þrepa tíkótrópíska aðferðin var notuð til að rannsaka áhrif mismunandi stiga hýdroxýprópýlskipta hýdroxýprópýlsterkju á tíkótrópíska eiginleika efnasambandakerfisins. Það má sjá á mynd 5-3 að á lágskerpustigi minnkar seigja lausnar með aukningu á HPMC innihaldi og minnkar með aukningu á staðgöngustigi, sem er í samræmi við lögmálið um núllskufseigju.
Gráðurinn í uppbyggingu eftir mismunandi tíma á endurheimt stiginu er tjáð af seigju endurheimtunarhraða DSR og útreikningsaðferðin er sýnd í 2.3.2. It can be seen from Table 5-2 that within the same recovery time, the DSR of pure HPS is significantly lower than that of pure HPMC, which is mainly because the HPMC molecule is a rigid chain, and its relaxation time is short, and Hægt er að endurheimta uppbygginguna á stuttum tíma. batna. Þó að HPS sé sveigjanleg keðja er slökunartími þess langur og uppbyggingin tekur langan tíma. Með aukningu á staðgráðu lækkar DSR af hreinu HPS með aukningu á skiptingu, sem bendir til þess að hýdroxýprópýlering bætir sveigjanleika sterkju sameinda keðjunnar og gerir slökunartíma HPS lengri. DSR efnasambandalausnarinnar er lægri en í hreinu HPS og hreinu HPMC sýnum, en með aukningu á skiptisgráðu HPS hýdroxýprópýls eykst DSR efnasambandsins, sem bendir til þess að thixotropy efnasambandsins eykst með efnasambandinu með efnasambandinu með efnasambandinu eykst með efnasambandinu með efnasambandinu með efnasambandinu með efnasambandinu eykst með efnasambandinu með efnasambandinu með efnasambandinu með efnasambandinu með efnasambandinu eykst með efnasambandinu með efnasambandinu með efnasambandinu með efnasambandinu eykst með efnasambandinu með efnasambandinu með efnasambandinu með efnasambandinu “ Aukning HPS hýdroxýprópýlaskipta. Það minnkar með aukinni gráðu róttækra skipti, sem er í samræmi við niðurstöðurnar án þess að klippa fyrirfram.
Tafla 5-2 Núllskurðseigja (h0), rennslishegðunarstuðull (n), vökvasamkvæmnistuðull (K) á meðan á aukinni hraða stendur og stigi endurheimts (DSR) eftir ákveðinn batatíma fyrir HPS/HPMC lausnina með mismunandi hýdróprópýl útskiptastig HPS við 25 °C
Í stuttu máli, stöðugt próf próf án þess að klippa og thixotropic hringþurrkunarprófið getur eðlisfræðilega greint sýni með miklum afköstum mismun, en fyrir efnasamböndin með mismunandi HPS hýdroxýprópýl skiptingargráðum með litlum afköstum mun Rannsóknarniðurstöður lausnarinnar andstætt Raunverulegar niðurstöður, vegna þess að mæld gögn eru umfangsmikil niðurstöður áhrifa klippihraða og klippitíma og geta ekki sannarlega endurspeglað áhrif einnar breytu.
5.3.2 Línulegt seigjateygjanlegt svæði
Það er vel þekkt að fyrir vatnsefni er geymslustuðning G ′ ákvörðuð af hörku, styrkleika og fjölda virku sameinda keðjanna og tapstákinn G ′ ′ er ákvarðaður af flutningi, hreyfingu og núningi litlu sameinda og virknihópa . Það ræðst af núningsnotkun eins og titringi og snúningi. Tilvistarmerki um gatnamót geymslu stuðul G ′ og tap stuðul G ″ (þ.e. sólbrúnan δ = 1). Umskiptin frá lausn yfir í hlaup kallast hlauppunktur. Geymslu stuðullinn G ′ og tapstuðningur G ″ eru oft notaðir til að rannsaka geltahegðun, myndunarhraða og burðarvirki hlaupkerfisuppbyggingarinnar [352]. Þeir geta einnig endurspeglað þróun innri uppbyggingu og sameindabyggingu meðan á myndun hlaupnetkerfisins stendur. samskipti [353].
Mynd 5-4 sýnir stofnsópferla HPMC/HPS samsettra lausna með mismunandi stigum hýdroxýprópýlaskipta HPS á tíðni 1 Hz og stofn bilinu 0,01%-100%. Það sést á myndinni að á neðra aflögunarsvæðinu (0,01–1%) eru öll sýni nema HPMC g ′> g ″, sem sýna hlaupástand. Fyrir HPMC er G ′ í öllu löguninni breytilegt svið er alltaf minna en G ”, sem gefur til kynna að HPMC sé í lausnarástandi. Að auki er aflögunarháð seigjuteygni mismunandi sýna mismunandi. Fyrir G80 sýnishornið er tíðniháð seigjuteygni augljósari: þegar aflögunin er meiri en 0,3% má sjá að G' minnkar smám saman, samfara marktækri aukningu á G". aukning, sem og veruleg aukning á sólbrúnu δ; og skerast þegar aflögunarmagnið er 1,7%, sem gefur til kynna að hlaupnetsbygging G80 sé alvarlega skemmd eftir að aflögunarmagnið fer yfir 1,7% og það er í lausnarástandi.
Mynd 5-4 Geymsla stuðull (G ′) og tapsták (G ″) á móti álagi fyrir HPS/HPMC blöndur með mismunandi hydroypropyl skiptingargráðu HPS (traust og hol tákn eru til staðar G ′ og G ″, hvort um sig)
Mynd 5-5 Tan Δ á móti stofn fyrir HPMC/HPS blandaðil
It can be seen from the figure that the linear viscoelastic region of pure HPS is obviously narrowed with the decrease of hydroxypropyl substitution degree. Með öðrum orðum, eftir því sem HPS hýdroxýprópýlhlutfallið eykst, hafa verulegar breytingar á tan δ ferlinum tilhneigingu til að birtast á hærra aflögunarmagnssviðinu. Sérstaklega er línulega viscoelastic svæðið í G80 það þrengsta allra sýnanna. Þess vegna er línulega viscoelastic svæði G80 notað til að ákvarða
Viðmið til að ákvarða gildi aflögunarbreytu í eftirfarandi röð prófa. For the HPMC/HPS compound system with the same compounding ratio, the linear viscoelastic region also narrows with the decrease of the hydroxypropyl substitution degree of HPS, but the shrinking effect of the hydroxypropyl substitution degree on the linear viscoelastic region is not so obvious.
5.3.3 Seigiðeiginleikar við hitun og kælingu
Dynamískir seigju eiginleikar HPMC/HPS efnasambanda lausna HPS með mismunandi gráður af hýdroxýprópýlaskiptum eru sýndar á mynd 5-6. Eins og sjá má á myndinni, sýnir HPMC fjögur stig meðan á upphitunarferlinu stendur: Upphaflegt hásléttusvæði, tvö myndunarmyndandi stig og loka hásléttusvæði. Á upphaflegu hásléttustiginu eru G ′ <G ″, gildi G ′ og G ″ eru lítil og hafa tilhneigingu til að lækka lítillega með hækkun hitastigs, sem sýnir algengan vökva seigjuhegðun. Varma hlaup HPMC hefur tvö mismunandi stig myndunar uppbyggingar sem afmarkast af gatnamótum G ′ og G ″ (það er að segja um umbreytingarpunkt lausnarinnar, um 49 ° C), sem er í samræmi við fyrri skýrslur. Í samræmi [160, 354]. Við háan hita, vegna vatnsfælna tengsla og vatnssækinna tengsla, myndar HPMC smám saman þvernetkerfi [344, 355, 356]. Á hásléttusvæði hala eru gildi G′ og G″ há, sem gefur til kynna að HPMC hlaupnetsbyggingin sé fullmótuð.
Þessi fjögur stig HPMC birtast í röð í öfugri röð þegar hitastigið lækkar. Gatnamót G ′ og G ″ breytist yfir í lágt hitastigssvæðið við um það bil 32 ° C á kælingarstiginu, sem getur stafað af móðursýki [208] eða þéttingaráhrif keðjunnar við lágan hita [355]. Svipað og HPMC, önnur sýni við upphitunarferlið eru einnig fjögur stig í og afturkræf fyrirbæri á sér stað við kælingu. Hins vegar má sjá á myndinni að G80 og A939 sýna einfaldað ferli án gatnamóta milli G 'og G ”, og ferill G80 birtist ekki einu sinni. Pallsvæðið að aftan.
Fyrir hreint HPS getur hærra stigi hýdroxýprópýlskiptingar breytt bæði upphafs- og lokahitastigi hlaupmyndunar, sérstaklega upphafshitastigið, sem er 61 °C fyrir G80, A939 og A1081, í sömu röð. , 62 °C og 54 °C. Að auki, fyrir HPMC/HPS sýni með sama blöndunarhlutfall, eftir því sem skiptingarstigið eykst, hafa gildi G′ og G″ bæði tilhneigingu til að lækka, sem er í samræmi við niðurstöður fyrri rannsókna [357, 358]. Þegar skiptingin eykst verður áferð hlaupsins mjúk. Þess vegna brýtur hýdroxýprópýleringin skipulega uppbyggingu innfæddrar sterkju og bætir vatnssækni hennar [343].
Fyrir sýnin af HPMC/HPS efnasambandinu lækkuðu bæði G′ og G″ með aukningu á HPS hýdroxýprópýl skiptigráðu, sem var í samræmi við niðurstöður hreins HPS. Þar að auki, með því að bæta við HPMC, hafði staðgöngustigið marktæk áhrif á G′ Áhrifin með G“ verða minna áberandi.
Viscoelastic ferlar allra HPMC/HPS samsettra sýna sýndu sömu þróun, sem samsvaraði HPS við lágan hita og HPMC við háan hita. Með öðrum orðum, við lágt hitastig, ræður HPS yfir seigjaeiginleikum samsetta kerfisins, en við háan hita ákvarðar HPMC seigjaeiginleika blandaða kerfisins. Þessa niðurstöðu má einkum rekja til HPMC. Sérstaklega er HPS kalt hlaup sem breytist úr hlaupástandi í lausnarástand þegar það er hitað; þvert á móti er HPMC heitt hlaup, sem smám saman myndar hlaup með aukinni hitastigi netkerfis. Fyrir HPMC/HPS efnasambandskerfið, við lágt hitastig, eru hlaupeiginleikar efnasambandakerfisins aðallega stuðlað af HPS kalt hlaupinu, og við háan hita, við heitt hitastig, er hlaup HPMC ráðandi í efnasambandskerfinu.
Mynd 5-6 Geymslustuðull (G′), tapstuðull (G″) og tan δ á móti hitastigi fyrir HPS/HPMC blöndulausn með mismunandi hýdróprópýl útskiptagráðu HPS
Stuðullinn á HPMC/HPS samsettu kerfinu, eins og búist var við, er á milli mótunar hreinu HPMC og Pure HPS. Ennfremur sýnir flókna kerfið G ′> G ″ á öllu hitastigsskannunarsviðinu, sem bendir til þess að bæði HPMC og HPS geti myndað intermolecular vetnistengi við vatnsameindir, hver um sig, og geta einnig myndað vetnistengi með millibólgu hvert við annað. Að auki, á tapstuðlinum, hafa öll flókin kerfin sólbrúnan hámark við um það bil 45 ° C, sem bendir til þess að stöðug fasaskipti hafi átt sér stað í flóknu kerfinu. Fjallað verður um þessa áfanga umbreytingu næstu 5.3.6. Haltu áfram umræðunni.
5.3.4 Áhrif hitastigs á seigju efnasambanda
Að skilja áhrif hitastigs á gigtfræðilega eiginleika efna er mikilvæg vegna þess hve mikið hitastig sem getur komið fram við vinnslu og geymslu [359, 360]. Á bilinu 5 ° C-85 ° C eru áhrif hitastigs á flókna seigju HPMC/HPS samsettra lausna með mismunandi stigum hýdroxýprópýlaskipta HPS sýnd á mynd 5-7. Af mynd 5-7 (a) má sjá að flókin seigja hreinra HPS minnkar verulega með hækkun hitastigs; Seigja hreinnar HPMC minnkar lítillega frá upphafinu í 45 ° C með hækkun hitastigs. bæta.
Seigjuferlar allra efnasambandasýna sýndu svipaða þróun með hitastigi, fyrst lækkuðu með hækkandi hitastigi og hækkuðu síðan með hækkandi hitastigi. Að auki er seigja samsettra sýnanna nær HPS við lágan hita og nær því sem HPMC við háan hita. Þessi niðurstaða er einnig tengd sérkennilegri gelunarhegðun bæði HPMC og HPS. The viscosity curve of the compounded sample showed a rapid transition at 45 °C, probably due to a phase transition in the HPMC/HPS compounded system. Hins vegar er vert að taka fram að seigja G80/HPMC 5: 5 efnasambandssýni við háan hita er hærri en í hreinu HPMC, sem er aðallega vegna hærri eðlislægs seigju G80 við háan hita [361]. Undir sama samsetningarhlutfalli minnkar seigja samsetningarkerfisins með aukningu HPS hýdroxýprópýluppbótargráðu. Þess vegna getur innleiðing hýdroxýprópýlhópa í sterkju sameindir leitt til þess að vetrarbindingar eru brotnar í sterkju sameindum.
Mynd 5-7 Flókin seigja miðað við hitastig fyrir HPS/HPMC blöndur með mismunandi hýdróprópýl útskiptastig HPS
Áhrif hitastigs á flókna seigju HPMC/HPS efnasambandskerfisins eru í samræmi við Arrhenius sambandið innan ákveðins hitastigs og flókin seigja hefur veldisvísistengsl við hitastig. Arrhenius jafnan er sem hér segir:
Meðal þeirra er η* flókin seigja, Pa s;
A er fasti, Pa s;
T er alger hitastig, K;
R er gasfasti, 8,3144 J·mól–1·K–1;
E er virkjunarorkan, J·mól–1.
Skipta samkvæmt formúlu (5-3), er hægt að skipta seigjuhita ferlinum í efnasambandinu í tvo hluta samkvæmt sólbrúnu tindinum við 45 ° C; Efnasambandskerfið við 5 ° C-45 ° C og 45 ° C-85 ° Gildi virkjunarorku E og stöðug A fengin með því að passa á bilinu C eru sýnd í töflu 5-3. Reiknuð gildi virkjunarorkunnar E eru á milli −174 kJ · mól - 1 og 124 kJ · mól - 1, og gildi stöðugs A eru á milli 6,24 × 10−11 Pa · S og 1,99 × 1028 Pa · s. Innan mátunnar voru búnir fylgni stuðlarnir hærri (R2 = 0,9071 –0.9892) nema G80/HPMC sýnið. G80/HPMC sýnið er með lægri fylgnistuðul (r2 = 0,4435) á hitastigssviðinu 45 ° C - 85 ° C, sem getur verið vegna í eðli sínu meiri hörku G80 og hraðari þyngd þess miðað við aðra HPS kristöllunarhraða [ 362]. Þessi eiginleiki G80 gerir það líklegra til að mynda ekki samráðandi efnasambönd þegar þau eru samsett með HPMC.
Á hitastiginu 5 ° C - 45 ° C er E gildi HPMC/HPS samsettu sýnisins aðeins lægra en hjá hreinu HPS, sem getur verið vegna samspils HPS og HPMC. Draga úr hitastigsháð seigju. E gildi hreinna HPMC er hærra en í hinum sýnunum. Virkjunarorkan fyrir öll sýni sem innihalda sterkju voru lítil jákvæð gildi, sem benti til þess að við lægra hitastig var lækkun seigju með hitastigi minna áberandi og samsetningarnar sýndu sterkju-eins áferð.
Tafla 5-3 Arrhenius jöfnufæribreytur (E: virkjunarorka; A: fasti; R 2 : ákvörðunarstuðull) frá Eq.(1) fyrir HPS/HPMC blöndurnar með mismunandi hýdroxýprópýleringu HPS
However, in the higher temperature range of 45 °C – 85 °C, the E value changed qualitatively between pure HPS and HPMC/HPS composite samples, and the E value of pure HPSs was 45.6 kJ·mol−1 – In the range of 124 kJ·mól−1, E gildi fléttanna eru á bilinu -3,77 kJ·mól−1– -72,2 kJ·mól−1. Þessi breyting sýnir sterk áhrif HPMC á virkjunarorku flókna kerfisins, þar sem E gildi hreins HPMC er -174 kJ mól−1. E gildi hreins HPMC og samsetta kerfisins eru neikvæð, sem gefur til kynna að við hærra hitastig eykst seigja með hækkandi hitastigi og efnasambandið sýnir HPMC-líka hegðun áferð.
Áhrif HPMC og HPS á flókna seigju HPMC/HPS efnasambandskerfa við háan hita og lágan hita eru í samræmi við umrædda seigjaeiginleika.
5.3.5 Kvikrænir vélrænir eiginleikar
Myndir 5-8 sýna tíðni sópa ferla við 5 ° C af HPMC/HPS samsettum lausnum af HPS með mismunandi gráður af hýdroxýprópýl skipti. Það sést á myndinni að hrein HPS sýnir dæmigerða fastan hátt hegðun (G ′> G ″), en HPMC er fljótandi lík hegðun (G ′ <G ″). Allar HPMC/HPS samsetningar sýndu trausta hegðun. Fyrir flest sýnin aukast bæði G ′ og G ″ með vaxandi tíðni, sem bendir til þess að traustlík hegðun efnisins sé sterk.
Hreinir HPMC sýna skýrt tíðnisfíkn sem erfitt er að sjá í hreinu HPS sýnum. Eins og búist var við sýndi HPMC/HPS flókna kerfið ákveðna tíðnifíkn. Fyrir öll sýni sem innihalda HPS er n′ alltaf lægra en n″ og G″ sýnir sterkari tíðniháð en G′, sem gefur til kynna að þessi sýni séu teygjanlegri en seigfljótandi [352, 359, 363]. Þess vegna er árangur samsettra sýna aðallega ákvörðuð af HPS, sem er aðallega vegna þess að HPMC sýnir lægri seigju lausnarástand við lágt hitastig.
Tafla 5-4 n′, n″, G0′ og G0″ fyrir HPS/HPMC með mismunandi hýdróprópýlskiptastig HPS við 5 °C eins og ákvarðað er út frá jöfnum. (5-1) og (5-2)
Mynd 5-8 Geymslustuðull (G′) og tapsstuðull (G″) á móti tíðni fyrir HPS/HPMC blöndur með mismunandi hýdróýprópýlskiptastig HPS við 5 °C
Hreinir HPMC sýna skýrt tíðnisfíkn sem erfitt er að sjá í hreinu HPS sýnum. Eins og búist var við fyrir HPMC/HPS fléttuna, sýndi bindill kerfið ákveðna tíðnifíkn. Fyrir öll sýni sem innihalda HPS er N ′ alltaf lægra en N ″, og G ″ sýnir sterkara tíðnifíkn en G ′, sem gefur til kynna að þessi sýni séu teygjanlegri en seigfljótandi [352, 359, 363]. Þess vegna er árangur samsettra sýnanna aðallega ákvörðuð af HPS, sem er aðallega vegna þess að HPMC sýnir lægra seigjulausn við lágan hita.
Myndir 5-9 sýna tíðni sópferla HPMC/HPS efnasambandslausna af HPS með mismunandi gráðu hýdroxýprópýlskipta við 85°C. Eins og sjá má á myndinni sýndu öll önnur HPS sýni nema A1081 dæmigerða solid-eins hegðun. Fyrir A1081 eru gildi G' og G" mjög nálægt og G' er aðeins minni en G", sem gefur til kynna að A1081 hegði sér eins og vökvi.
Þetta getur verið vegna þess að A1081 er kalt hlaup og gengst undir umbreytingu hlaups til lausnar við háan hita. Aftur á móti, fyrir sýni með sama samsetningarhlutfall, lækkuðu gildi N ′, N ″, G0 ′ og G0 ″ (tafla 5-5) öll með aukningu á hýdroxýprópýllprófi, sem bendir til þess að hýdroxýprópýleringu minnkaði fast- eins og hegðun sterkju við háan hita (85 ° C). Sérstaklega eru N ′ og N ″ G80 nálægt 0 og sýna sterka trausta hegðun; Aftur á móti eru N ′ og N ″ gildi A1081 nálægt 1 og sýna sterka vökvahegðun. Þessi N 'og N ”gildi eru í samræmi við gögnin fyrir G' og G”. Að auki, eins og sjá má á myndum 5-9, getur gráðu hýdroxýprópýlaskipta bætt verulega tíðni háð HPS við háan hita.
Mynd 5-9 Geymslustuðull (G′) og tapsstuðull (G″) á móti tíðni fyrir HPS/HPMC blöndur með mismunandi hýdróprópýl útskiptastig HPS við 85 °C
Myndir 5-9 sýna að HPMC sýnir dæmigerða solid-eins og hegðun (G′ > G″) við 85°C, sem er aðallega rakið til thermogel eiginleika þess. Að auki eru G′ og G″ á HPMC breytileg eftir tíðni. Aukningin breyttist ekki mikið, sem gefur til kynna að hún hafi ekki skýra tíðniháð.
Fyrir HPMC/HPS efnasambandskerfið eru gildi N ′ og N ″ bæði nálægt 0, og G0 ′ eru verulega hærri en G0 (tafla ″ 5-5), sem staðfestir trausta hegðun þess. Aftur á móti getur hærri hýdroxýprópýlaskipti skipt HPS frá föstu líku til fljótandi eins hegðun, fyrirbæri sem kemur ekki fram í samsettu lausnum. Að auki, fyrir efnasambandskerfið bætt við HPMC, með aukningu á tíðni, hélst bæði G 'og G ”tiltölulega stöðug, og gildi N' og N” voru nálægt HPMC. Allar þessar niðurstöður benda til þess að HPMC ræður yfir seigju samsettu kerfisins við háan hita 85 ° C.
Tafla 5-5 N ′, N ″, G0 ′ og G0 ″ fyrir HPS/HPMC með mismunandi hýdroprópýlskiptingu HPS við 85 ° C eins og ákvarðað var úr EQs. (5-1) og (5-2)
5.3.6 Formgerð HPMC/HPS samsetts kerfis
Fasaskipti HPMC/HPS efnasambandakerfisins voru rannsökuð með joðlitunarsmásjá. HPMC/HPS efnasambandskerfið með efnasambandshlutfallið 5:5 var prófað við 25 °C, 45 °C og 85 °C. Lituðu ljóssmásjárnar hér að neðan eru sýndar á myndum 5-10. Það má sjá á myndinni að eftir litun með joði er HPS fasinn litaður í dekkri lit og HPMC fasinn sýnir ljósari lit því ekki er hægt að lita hann með joði. Þess vegna geta tveir áfangar HPMC/HPS verið greinilega aðgreindir. Við hærra hitastig eykst flatarmál dökkra svæða (HPS fasa) og flatarmál björtu svæða (HPMC fasa) minnkar. Sérstaklega, við 25 °C, er HPMC (björt litur) samfelldi fasinn í HPMC/HPS samsetta kerfinu og litli kúlulaga HPS fasinn (dökkur litur) er dreift í HPMC samfellda fasanum. Aftur á móti, við 85 °C, varð HPMC mjög lítill og óreglulega lagaður dreifður fasi dreifður í HPS samfellda fasanum.
Mynd 5-8 Formgerð litaðra 1:1 HPMC/HPS blanda við 25 °C, 45 °C og 85 °C
Með hækkun hitastigs ætti að vera umbreytingarpunktur á fasaformgerð samfellda fasans frá HPMC til HPS í HPMC/HPS efnasambandskerfinu. Fræðilega séð ætti það að eiga sér stað þegar seigja HPMC og HPS er sú sama eða mjög svipuð. Eins og sést á 45°C smámyndum á myndum 5-10, kemur dæmigerð „sjóeyja“ fasamynd ekki fram, en samfelldur fasi sést. This observation also confirms the fact that a phase transition of the continuous phase may have occurred at the tan δ peak in the dissipation factor-temperature curve discussed in 5.3.3.
It can also be seen from the figure that at low temperature (25 °C), some parts of the dark HPS dispersed phase show a certain degree of bright color, which may be because part of the HPMC phase exists in the HPS phase in the form of a dispersed phase. miðja. Coincidentally, at high temperature (85 °C), some small dark particles are distributed in the bright-colored HPMC dispersed phase, and these small dark particles are the continuous phase HPS. These observations suggest that a certain degree of mesophase exists in the HPMC-HPS compound system, thus also indicating that HPMC has a certain compatibility with HPS.
5.3.7 Skýringarmynd af fasa umbreytingu HPMC/HPS efnasambands
Byggt á klassískri rheological hegðun fjölliðalausna og samsettra hlauppunkta [216, 232] og samanburðinum við flétturnar sem fjallað er um í ritgerðinni, er lagt til grundvallarlíkan fyrir byggingarumbreytingu HPMC/HPS flétta með hitastigi, eins og sýnt er á mynd 5-11.
Mynd 5-11 Aðaldráttur uppbyggingar Sol-gel umbreytingar HPMC (A); HPS (B); og HPMC/HPS (C)
Hljóðhegðun HPMC og tengdur lausn-gel umbreytingarbúnaður þess hefur verið rannsakaður mikið [159, 160, 207, 208]. Ein af þeim almennu viðurkenndu er að HPMC keðjurnar eru til í lausn í formi samansafnaðra knippa. Þessir þyrpingar eru samtengdir með því að vefja nokkur óumbeðin eða sparlega leysanlegt sellulósa mannvirki og eru tengd þéttum svæðum með vatnsfælnum samsöfnun metýlhópa og hýdroxýlhópa. Við lágt hitastig mynda vatnssameindir búrlíkar byggingar utan metýl vatnsfælna hópa og vatnsskeljarbyggingar utan vatnssækinna hópa eins og hýdroxýlhópa, sem kemur í veg fyrir að HPMC myndi vetnistengi milli keðju við lágt hitastig. Þegar hitastigið eykst, gleypir HPMC orku og þessi vatnsbúr og vatnsskeljarbyggingar eru brotnar, sem er hreyfihvörf lausnar-hlaupsbreytingarinnar. Brotið á vatnsbúrinu og vatnsskelinni afhjúpar metýl- og hýdroxýprópýlhópana fyrir vatnsumhverfinu, sem leiðir til verulegrar aukningar á lausu rúmmáli. Við hærra hitastig, vegna vatnsfælna tengsla vatnsfælna hópa og vatnssækinna tengsla vatnssækinna hópa, myndast að lokum þrívídd netbygging hlaupsins, eins og sýnt er á mynd 5-11(a).
Eftir sterkju gelatínun leysist amýlósi úr sterkju kyrni til að mynda holan stakan helical uppbyggingu, sem er stöðugt sár og sýnir að lokum ástand af handahófi vafninga. This single-helix structure forms a hydrophobic cavity on the inside and a hydrophilic surface on the outside. Þessi þétta uppbygging sterkju veitir henni betri stöðugleika [230-232]. Þess vegna er HPS til í formi breytilegra handahófs vafninga með nokkrum teygðum helical hlutum í vatnslausn við háan hita. Þegar hitastigið lækkar eru vetnistengslin milli HPS og vatnsameinda brotin og bundið vatn tapast. Finally, a three-dimensional network structure is formed due to the formation of hydrogen bonds between molecular chains, and a gel is formed, as shown in Figure 5-11(b).
Venjulega, þegar tveir þættir með mjög mismunandi seigju eru samsettir, hefur mikil seigjuhlutinn tilhneigingu til að mynda dreifðan áfanga og dreifist í stöðugum fasa lágs seigjuhluta. Við lágan hita er seigja HPMC verulega lægri en HPS. Þess vegna myndar HPMC stöðugan áfanga sem umlykur HPS hlaupfasa með mikla seigju. Við brúnir tveggja áfanga missa hýdroxýlhóparnir á HPMC keðjunum hluta af bundnu vatninu og mynda intermolecular vetnistengi með HPS sameindakeðjunum. Meðan á upphitunarferlinu stóð hreyfðust HPS sameindakeðjurnar vegna upptöku nægrar orku og mynduðu vetnistengi með vatnsameindum, sem leiddi til rofs á hlaupbyggingunni. At the same time, the water-cage structure and water-shell structure on the HPMC chain were destroyed and gradually ruptured to expose hydrophilic groups and hydrophobic clusters. Við háan hita myndar HPMC hlaupanet uppbyggingu vegna samloðunar vetnistenginga og vatnsfælna tengsla og verður þannig dreifður fasi sem dreifist í HPS samfelldum fasa af handahófi vafninga, eins og sýnt er á mynd 5-11 (c). Þess vegna réðu HPS og HPMC gigtfræðilega eiginleika, hlaup eiginleika og fasa formgerð samsettra gelanna við lágt og hátt hitastig, í sömu röð.
Innleiðing hýdroxýprópýlhópa í sterkju sameindir brýtur innri skipulögð vetrarbindingaruppbyggingu þess, þannig að gelatínuðu amýlósa sameindirnar eru í bólgnum og teygðu ástandi, sem eykur virkni vökva sameindanna og hindrar tilhneigingu sterkjusameinda til að flækjast til handahófi handahófi af handahófi af handahófi af handahófi af handahófi af handahófi af handahófi af handahófi af handahófi af handahófi af handahófi af handahófi af handahófi af handahófi af handahófi af handahófi af handahófi af handahófi af handahófi af handahófi af handahófi af handahófi af handahófi af handahófi af handahófi af handahófi af handahófi af handahófi af handahófi afgengt í vatnslausn [362]. Þess vegna gera fyrirferðarmiklir og vatnssæknir eiginleikar hýdroxýprópýls endurröðun amýlósa sameinda keðjur og myndun krossbindandi svæða erfitt [233]. Þess vegna, með lækkun á hitastigi, samanborið við innfæddan sterkju, hefur HPS tilhneigingu til að mynda lausari og mýkri hlaupnet uppbyggingu.
With the increase of the hydroxypropyl substitution degree, there are more stretched helical fragments in the HPS solution, which can form more intermolecular hydrogen bonds with the HPMC molecular chain at the boundary of the two phases, thus forming a more uniform structure. In addition, hydroxypropylation reduces the viscosity of the starch, which reduces the viscosity difference between HPMC and HPS in the formulation. Þess vegna breytist fasaskiptapunkturinn í HPMC/HPS flóknu kerfinu í lágan hita með hækkun HPS hýdroxýprópýlaskiptaprófs. Þetta er hægt að staðfesta með skyndilegri breytingu á seigju með hitastigi blönduðu sýnanna í 5.3.4.
5.4 Kaflasamantekt
Í þessum kafla voru framleiddar HPMC/HPS samsettar lausnir með mismunandi HPS hýdroxýprópýluppbótargráðum og áhrif HPS hýdroxýprópýlprófs á gigtfræðilega eiginleika og hlaup eiginleika HPMC/HPS kalt og heitt hlaupasambands kerfi rannsakað með Rheometer. Fasadreifing HPMC/HPS kalda og heitu hlaupasamsetningarkerfis var rannsökuð með greiningu á litun á litun á smásjá. Helstu niðurstöður eru eftirfarandi:
- Við stofuhita minnkaði seigja og skúfþynning HPMC/HPS efnasambandslausnar með aukningu á HPS hýdroxýprópýl útskiptagráðu. Þetta er aðallega vegna þess að innleiðing hýdroxýprópýlhóps í sterkjusameindina eyðileggur innansameinda vetnisbindingabyggingu hennar og bætir vatnssækni sterkju.
- Við stofuhita hefur áhrif á núllskeru seigju H0, rennslisvísitölu n og seigjustuðull K af HPMC/HPS efnasamböndum áhrif á bæði HPMC og hýdroxýprópýleringu. Með aukningu á HPMC innihaldi minnkar núll klippa seigja H0, rennslisvísitalan N eykst og seigjustuðullinn K minnkar; the zero shear viscosity h0, flow index n and viscosity coefficient K of pure HPS all increase with the hydroxyl With the increase of the degree of propyl substitution, it becomes smaller; En fyrir efnasambandskerfið minnkar núll klippa seigja H0 með aukningu á stigi skiptingar, en rennslisvísitalan n og seigju stöðug K aukast með aukningu á stigi skiptingar.
- Klippunaraðferðin með forklippingu og þriggja þrepa tíxótrópíu getur endurspeglað seigju, flæðiseiginleika og tíkótrópíu efnasambandslausnarinnar nákvæmari.
- Línulegt seigjateygjanlegt svæði HPMC/HPS efnasambandakerfisins þrengist með lækkun á hýdroxýprópýlskiptastigi HPS.
- Í þessu kaldheita hlaupblöndukerfi geta HPMC og HPS myndað samfellda fasa við lágt og hátt hitastig, í sömu röð. Þessi fasabyggingarbreyting getur haft veruleg áhrif á flókna seigju, seigjaeiginleika, tíðniháð og hlaup eiginleika flókna hlaupsins.
- Sem dreifðir fasar geta HPMC og HPS ákvarðað gigtareiginleika og hlaupeiginleika HPMC/HPS efnasambandskerfa við háan og lágan hita, í sömu röð. Viskóteygjuferlar HPMC/HPS samsettra sýna voru í samræmi við HPS við lágan hita og HPMC við háan hita.
- Mismunandi efnafræðileg breyting á sterkju uppbyggingu hafði einnig veruleg áhrif á hlaup eiginleika. Niðurstöðurnar sýna að flókið seigja, geymslu stuðull og tapstuðning lækkar öll með aukningu HPS hýdroxýprópýlsgráðu. Þess vegna getur hýdroxýprópýlering innfæddra sterkju truflað skipulagða uppbyggingu þess og aukið vatnssækni sterkju, sem leiðir til mjúkrar hlaupáferðar.
- Hýdroxýprópýlering getur dregið úr fastri hegðun sterkju lausna við lágan hita og vökvalík hegðun við háan hita. Við lágt hitastig urðu gildi n′ og n″ stærri með aukningu á HPS hýdroxýprópýl útskiptagráðu; við háan hita urðu n′ og n″ gildi minni með aukningu á HPS hýdroxýprópýl útskiptagráðu.
- Sambandið milli örbyggingar, gigtareiginleika og hlaupeiginleika HPMC/HPS samsetts kerfis var staðfest. Bæði skyndilega breytingin á seigjuferli samsetta kerfisins og tan δ toppurinn í tapstuðlaferlinum koma fram við 45 °C, sem er í samræmi við samsamfellda fasa fyrirbærið sem sést í smásjá (við 45 °C).
Í stuttu máli, HPMC/HPS kalt-heitt hlaup samsett kerfi sýnir sérstaka hitastýrða fasa formgerð og eiginleika. Through various chemical modifications of starch and cellulose, the HPMC/HPS cold and hot gel compound system can be used for the development and application of high-value smart materials.
Kafli 6 Áhrif HPS staðgöngugráðu á eiginleika og kerfissamhæfi HPMC/HPS samsettra himna
Af 5. kafla má sjá að breyting á efnafræðilegri uppbyggingu efnisþátta í efnasambandskerfinu ræður muninum á gigtareiginleikum, hlaupeiginleikum og öðrum vinnslueiginleikum efnasambandakerfisins. Heildarframmistaða hefur veruleg áhrif.
Í þessum kafla er fjallað um áhrif efnafræðilegrar uppbyggingar íhluta á smíði og fjölþjóðlega eiginleika HPMC/HPS samsettra himnunnar. Ásamt áhrifum 5. kafla á gigtfræðilega eiginleika samsettu kerfisins eru gervigreiningar eiginleikar HPMC/HPS samsettu kerfisins komið á fót- tengsl milli kvikmyndaeiginleika.
6.1 Efni og búnaður
6.1.1 Helstu tilraunaefni
6.1.2 Helstu hljóðfæri og búnaður
6.2 Tilraunaaðferð
6.2.1 Undirbúningur HPMC/HPS samsettra himna með mismunandi HPS hýdroxýprópýl útskiptagráðum
Heildarstyrkur efnasambandslausnarinnar er 8% (w/w), HPMC/HPS efnasambandshlutfallið er 10:0, 5:5, 0:10, mýkiefnið er 2,4% (w/w) pólýetýlen glýkól, The edible samsett filma af HPMC/HPS var útbúin með steypuaðferð. Fyrir sérstaka undirbúningsaðferð, sjá 3.2.1.
6.2.2 Örlénsuppbygging HPMC/HPS samsettra himna með mismunandi HPS hýdroxýprópýl útskiptagráðum
6.2.2.1 Meginreglan um örbyggingargreiningu á samstillingu geislun með litlum hornum röntgengeislun
Small Angel X-ray Scattering (SAXS) vísar til dreifingarfyrirbærisins sem orsakast af því að röntgengeislinn geislar sýnishornið sem verið er að prófa innan lítils horns nálægt röntgengeislanum. Byggt á rafeindaþéttleika á nanóskala milli dreifingartækisins og umhverfismiðilsins, er röntgengeisladreifing með litlum hornum almennt notuð í rannsóknum á föstu, kvoða og fljótandi fjölliða efnum á nanóskalasviðinu. Í samanburði við breiðhornsröntgengeislunartækni getur SAXS fengið byggingarupplýsingar á stærri skala, sem hægt er að nota til að greina lögun fjölliða sameindakeðja, langtímabyggingar og fasabyggingu og fasadreifingu fjölliða flókinna kerfa. . Synchrotron röntgenljósgjafi er ný tegund af afkastamikilli ljósgjafa, sem hefur kosti mikillar hreinleika, mikillar skautun, þröngan púls, hár birtustig og mikillar samruna, svo það getur fengið nanóskala byggingarupplýsingar efna hraðar. og nákvæmlega. Að greina SAXS litróf mældra efnisins getur eðlisfræðilega fengið einsleitni rafeindaskýþéttleika, einsleitni einsfasa rafeindaskýþéttleika (jákvætt frávik frá Porod eða Debye setningu) og skýrleika tveggja fasa viðmóts (neikvætt frávik frá Porod eða setning Debye). ), sjálfslíkindi dreifanda (hvort sem það hefur brotaeiginleika), dreifidreifingu (eindreifingu eða fjöldreifingu ákvarðað af Guinier) og aðrar upplýsingar, og dreifingarbrotavídd, sveifluradíus og meðallag endurtekinna eininga er einnig hægt að fá magnbundið. Þykkt, meðalstærð, dreifingarrúmmálshlutfall, tiltekið yfirborð og aðrar breytur.
6.2.2.2 Prófunaraðferð
Í Australian Synchrotron Radiation Center (Clayton, Victoria, Ástralíu) var háþróaður þriðju kynslóðar synchrotron geislunargjafi heimsins (flæði 1013 ljóseindir/s, bylgjulengd 1,47 Å) notaður til að ákvarða uppbyggingu örléna og aðrar tengdar upplýsingar um samsett efni. kvikmynd. Tvívítt dreifingarmynstur prófunarsýnisins var safnað með Pilatus 1M skynjaranum (169 × 172 μm flatarmál, 172 × 172 μm pixlastærð), og mælda sýnishornið var á bilinu 0,015 < q < 0,15 Å−1 ( q er dreifingarvigurinn) Innri einvíddar röntgengeisladreifunarferillinn með litlum hornum er fengin úr tvívíðu dreifingarmynstrinu með ScatterBrain hugbúnaði og dreifingarvigrinum q og dreifingarhorninu 2 er breytt með formúlunni i / , hvar er röntgenbylgjulengdin. Öll gögn voru foreðluð fyrir gagnagreiningu.
6.2.3 Hitaþyngdarmæling á HPMC/HPS samsettum himnum með mismunandi stigum HPS hýdroxýprópýlskipta
6.2.3.1 Meginregla hitaþyngdarmælingar
Sama og 3.2.5.1
6.2.3.2 Prófunaraðferð
Sjá 3.2.5.2
6.2.4 Togeiginleikar HPMC/HPS samsettra filma með mismunandi stigum HPS hýdroxýprópýlskipta
6.2.4.1 Meginregla togeignagreiningar
Sama og 3.2.6.1
6.2.4.2 Prófunaraðferð
Sjá 3.2.6.2
Með því að nota ISO37 staðalinn er hann skorinn í handlóðlaga splines, með heildarlengd 35 mm, fjarlægð milli merkingarlínanna 12 mm og breidd 2 mm. Öll prófunarsýni voru sett í jafnvægi við 75% raka í meira en 3 d.
6.2.5 Súrefnisgegndræpi HPMC/HPS samsettra himna með mismunandi stigum HPS hýdroxýprópýlskipta
6.2.5.1 Meginregla greiningar á súrefnis gegndræpi
Sama og 3.2.7.1
6.2.5.2 Prófunaraðferð
Sjá 3.2.7.2
6.3 Niðurstöður og umræður
6.3.1 Kristalbyggingargreining á HPMC/HPS samsettum filmum með mismunandi stigum HPS hýdroxýprópýlskipta
Mynd 6-1 sýnir litla horn röntgengeislunarróf HPMC/HPS samsettra kvikmynda með mismunandi gráður af HPS hýdroxýprópýlaskiptum. Á myndinni má sjá að á tiltölulega stórum skala bilinu q > 0,3 Å (2θ > 40) birtast augljósir einkennandi toppar í öllum himnusýnum. Frá röntgendreifingarmynstri hreinu íhlutafilmunnar (mynd 6-1a) hefur hreint HPMC sterkan röntgendreifingartopp við 0,569 Å, sem gefur til kynna að HPMC hafi röntgendreifingartopp í gleiðhorninu svæði 7,70 (2θ > 50). Kristalleinkennandi toppar, sem gefur til kynna að HPMC hafi ákveðna kristalla uppbyggingu hér. Bæði hrein A939 og A1081 sterkjufilmusýni sýndu áberandi röntgengeisladreifunartopp við 0,397 Å, sem gefur til kynna að HPS hafi kristallaðan einkennandi topp á gleiðhornssvæðinu 5,30, sem samsvarar B-gerð kristallatopps sterkju. Það sést greinilega á myndinni að A939 með lága hýdroxýprópýlskiptingu hefur stærra toppflatarmál en A1081 með háa útskiptingu. Þetta er aðallega vegna þess að innleiðing hýdroxýprópýlhóps í sameindakeðju sterkju brýtur upprunalega skipaða uppbyggingu sterkju sameinda, eykur erfiðleika við endurröðun og krosstengingu milli sameindakeðja sterkju og dregur úr endurkristöllun sterkju. With the increase of the substitution degree of hydroxypropyl group, the inhibitory effect of hydroxypropyl group on starch recrystallization is more obvious.
Það má sjá af smáhornsröntgengeisladreifrófum samsettra sýnanna (mynd 6-1b) að HPMC-HPS samsettu filmurnar sýndu allar augljósa einkennandi toppa við 0,569 Å og 0,397 Å, sem samsvarar 7,70 HPMC kristalnum einkennandi tinda, í sömu röð. Hámarksflatarmál HPS kristöllunar HPMC/A939 samsettrar filmu er verulega stærra en HPMC/A1081 samsettrar filmu. Endurröðunin er bæld niður, sem er í samræmi við breytileika HPS kristöllunarhámarkssvæðisins með hversu hýdroxýprópýlskiptingu er í hreinum íhlutafilmum. Kristallað toppsvæði sem samsvarar HPMC við 7,70 fyrir samsettar himnur með mismunandi gráður af HPS hýdroxýprópýlskiptingu breyttist ekki mikið. Samanborið við litróf hreinna íhlutasýna (mynd 5-1a) lækkuðu flatarmál HPMC kristöllunstoppa og HPS kristöllunstoppa samsettra sýnanna, sem benti til þess að með því að sameina þetta tvennt gætu bæði HPMC og HPS verið áhrifarík fyrir hinn hópurinn. Endurkristöllunarfyrirbæri filmuaðskilnaðarefnisins gegnir ákveðnu hamlandi hlutverki.
Mynd 6-1 SAXS litróf af HPMC/HPS blöndufilmum með mismunandi hýdroxýprópýl útskiptastig HPS
Að lokum getur aukning á HPS hýdroxýprópýl útskiptagráðu og samsetning þessara tveggja þátta hindrað endurkristöllunarfyrirbæri HPMC/HPS samsettrar himnu að vissu marki. Aukningin á hýdroxýprópýlskiptastigi HPS hamlaði aðallega endurkristöllun HPS í samsettu himnunni, en tveggja þátta efnasambandið gegndi ákveðnu hamlandi hlutverki í endurkristöllun HPS og HPMC í samsettu himnunni.
6.3.2 Sjálfslík brotabygging greining á HPMC/HPS samsettum himnum með mismunandi HPS hýdroxýprópýl útskiptagráðum
Meðalkeðjulengd (R) fjölsykrusameinda eins og sterkjusameinda og sellulósasameinda er á bilinu 1000-1500 nm, og q er á bilinu 0,01-0,1 Å-1, með qR >> 1. Samkvæmt Porod formúlan, fjölsykrufilmusýnin má sjá. Sambandið milli dreifingarstyrks röntgengeisla með litlum horni og dreifingarhornsins er:
Þar á meðal er I(q) dreifingarstyrkur röntgengeisla með litlum hornum;
Q er dreifingarhornið;
α er Porod halla.
Porod halla α tengist brotabyggingunni. Ef α < 3, gefur það til kynna að efnisbyggingin sé tiltölulega laus, yfirborð dreifarans er slétt og það er massabrot og brotamál hans D = α; ef 3 < α <4, gefur það til kynna að efnisbyggingin sé þétt og dreifingin er að yfirborðið er gróft, sem er yfirborðsbrot, og brotamál þess D = 6 – α.
Mynd 6-2 sýnir lnI(q)-lnq plott af HPMC/HPS samsettum himnum með mismunandi stigum HPS hýdroxýprópýlskipta. Það má sjá á myndinni að öll sýni sýna sjálfslíka brotabyggingu innan ákveðins sviðs og Porod halla α er minni en 3, sem gefur til kynna að samsetta kvikmyndin sýnir massabrot og yfirborð samsettu kvikmyndarinnar er tiltölulega slétt. Massabrotamál HPMC/HPS samsettra himna með mismunandi stigum HPS hýdroxýprópýlskipta eru sýnd í töflu 6-1.
Tafla 6-1 sýnir brotavídd HPMC/HPS samsettra himna með mismunandi stigum HPS hýdroxýprópýlskipta. Það má sjá af töflunni að fyrir hrein HPS sýni er brotavídd A939 skipt út fyrir lágt hýdroxýprópýl mun hærra en A1081 skipt út fyrir hátt hýdroxýprópýl, sem gefur til kynna að með aukningu á gráðu hýdroxýprópýlskiptingar, í himnunni Þéttleiki sjálfslíkrar byggingar minnkar verulega. Þetta er vegna þess að innleiðing hýdroxýprópýlhópa á sameindakeðju sterkju hindrar verulega gagnkvæma tengingu HPS hluta, sem leiðir til lækkunar á þéttleika sjálfslíkrar byggingar í kvikmyndinni. Vatnssæknir hýdroxýprópýlhópar geta myndað vetnistengi milli sameinda við vatnssameindir, sem dregur úr samspili milli sameindahluta; stærri hýdroxýprópýl hópar takmarka endursamsetningu og víxltengingu milli sameindahluta sterkju, þannig að með aukinni hýdroxýprópýlskiptingu myndar HPS lausari sjálfslíkri uppbyggingu.
Fyrir HPMC/A939 efnasambandskerfið er brotamynd HPS hærri en HPMC, sem er vegna þess að sterkju endurkristallar, og meira skipað uppbygging er mynduð á milli sameindakeðjanna, sem leiðir til sjálfsmikils uppbyggingar í himnunni . Hár þéttleiki. Brothluti sýnisins er lægri en hinna tveggja hreinu efnisþátta, vegna þess að með samsetningu er gagnkvæm binding sameindahluta þessara tveggja íhluta hindrað af hvor öðrum, sem leiðir til þess að þéttleiki sjálfslíkra mannvirkja minnkar. Aftur á móti, í HPMC/A1081 efnasambandskerfinu, er brotavídd HPS mun lægri en HPMC. Þetta er vegna þess að innleiðing hýdroxýprópýlhópa í sterkjusameindir hindrar verulega endurkristöllun sterkju. Sjálfslík uppbygging í viðnum er lausari. Á sama tíma er brotavídd HPMC/A1081 efnasambandssýnisins hærri en hreins HPS, sem er einnig verulega frábrugðin HPMC/A939 efnasambandskerfinu. Sjálfs svipuð uppbygging, keðjulík HPMC sameindir geta farið inn í hola lausrar uppbyggingar þess og þar með bætt þéttleika sjálf svipaðs uppbyggingar HPS, sem bendir einnig til þess að HPS með mikla hýdroxýprópýl skipti geti myndað jafna flókið eftir að hafa samsett með HPMC. hráefni. Af gögnum um gigtareiginleika má sjá að hýdroxýprópýlering getur dregið úr seigju sterkju, þannig að meðan á blöndunarferlinu stendur minnkar seigjumunurinn á milli tveggja þátta í blöndunarkerfinu, sem stuðlar meira að myndun einsleits efnasamband.
Mynd 6-2 LNI (Q) -LNQ mynstur og passandi ferlar þess fyrir HPMC/HPS blanda kvikmyndir með ýmsum hýdroxýprópýlaskiptum HPS
Tafla 6-1 Fractal uppbyggingu færibreytur HPS/HPMC blöndufilma með mismunandi hýdroxýprópýl útskiptastig HPS
Fyrir samsettar himnur með sama blöndunarhlutfalli minnkar brotavíddin einnig með aukningu á staðgöngustigi hýdroxýprópýlhóps. Innleiðing hýdroxýprópýls inn í HPS sameindina getur dregið úr gagnkvæmri tengingu fjölliðahluta í efnasambandskerfinu og þar með dregið úr þéttleika samsettu himnunnar; HPS með mikilli hýdroxýprópýlskiptingu hefur betri samhæfni við HPMC, Auðveldara að mynda einsleitt og þétt efnasamband. Þess vegna minnkar þéttleiki sjálfslíkrar uppbyggingar í samsettu himnunni með aukningu á staðgöngustigi HPS, sem er afleiðing af sameiginlegum áhrifum útskiptastigs HPS hýdroxýprópýls og samhæfni tveggja þátta í samsettu efninu. kerfi.
6.3.3 Hitastöðugleikagreining á HPMC/HPS samsettum filmum með mismunandi HPS hýdroxýprópýl útskiptagráðum
Hitaþyngdargreiningartæki var notað til að prófa hitastöðugleika HPMC/HPS æta samsettra filma með mismunandi stigum hýdroxýprópýlskipta. Mynd 6-3 sýnir hitauppstreymisferilinn (TGA) og þyngdartapshraða feril hans (DTG) samsettu filmanna með mismunandi stigum hýdroxýprópýlaskipta HPS. Það má sjá af TGA ferlinum á mynd 6-3(a) að samsett himnusýni með mismunandi HPS hýdroxýprópýl útskiptagráðum. Það eru tvö augljós hitaþyngdarbreytingarstig með hækkun hitastigs. First, there is a small weight loss stage at 30~180 °C, which is mainly caused by the volatilization of the water adsorbed by the polysaccharide macromolecule. There is a large weight loss phase at 300~450 °C, which is the real thermal degradation phase, mainly caused by the thermal degradation of HPMC and HPS. Það má líka sjá á myndinni að þyngdartapsferlar HPS með mismunandi gráður af hýdroxýprópýlskiptingu eru svipaðar og verulega ólíkar HPMC. Milli tveggja tegunda þyngdartapsferla fyrir hreint HPMC og hreint HPS sýni.
Af DTG kúrfunum á mynd 6-3(b) má sjá að varma niðurbrotshitastig hreins HPS með mismunandi gráðu hýdroxýprópýlskiptingar er mjög nálægt og hitastig niðurbrots hitastigs í A939 og A081 sýnum er 310 °C and 305 °C, respectively The thermal degradation peak temperature of pure HPMC sample is significantly higher than that of HPS, and its peak temperature is 365 °C; HPMC/HPS composite film has two thermal degradation peaks on the DTG curve, corresponding to the thermal degradation of HPS and HPMC, respectively. Einkennandi tindar, sem benda til þess að það sé ákveðinn stigs aðskilnaður í samsettu kerfinu með samsett hlutfall 5: 5, sem er í samræmi við niðurstöður hitauppstreymis samsettu kvikmyndarinnar með samsettu hlutfalli 5: 5 í kafla 3 302 °C og 363 °C, í sömu röð; Hitastig hitastigs niðurbrots HPMC/A1081 samsett filmusýni voru 306 ° C og 363 ° C, í sömu röð. Hámarkshitastig samsettu filmusýnanna var fært yfir í lægra hitastig en hreinu íhlutasýnanna, sem benti til þess að hitastöðugleiki samsettu sýnanna væri skertur. Fyrir sýnin með sama samsetningarhlutfall minnkaði hitastig hitastigs niðurbrots niðurbrotsgráðu með hækkun hýdroxýprópýlsgráðu, sem benti til þess að hitauppstreymi samsettu filmsins minnkaði með aukningu á hýdroxýprópýluppbótargráðu. Þetta er vegna þess að innleiðing hýdroxýprópýlhópa í sterkjusameindir dregur úr samspili milli sameindahluta og hindrar skipulega endurröðun sameinda. Það er í samræmi við niðurstöðurnar að þéttleiki sjálf svipaðra mannvirkja minnkar með aukningu á stigi hýdroxýprópýlaskipta.
Mynd 6-3 TGA ferlar (A) og afleiður þeirra (DTG) ferlar (B) HPMC/HPS blanda kvikmyndir með ýmsum hýdroxýprópýlaskiptum HPS
6.3.4 Vélrænni eiginleikagreining á HPMC/HPS samsettum himnum með mismunandi HPS hýdroxýprópýl útskiptagráðum
Mynd 6-5 Togeiginleikar HPMC/HPS filma með mismunandi hýdroxýprópýl útskiptastig HPS
Togeiginleikar HPMC/HPS samsettra filma með mismunandi HPS hýdroxýprópýl útskiptastigum voru prófaðir með vélrænni eiginleikagreiningartæki við 25 °C og 75% rakastig. Figures 6-5 show the elastic modulus (a), elongation at break (b) and tensile strength (c) of composite films with different degrees of HPS hydroxypropyl substitution. Það má sjá af myndinni að fyrir HPMC/A1081 efnasambandskerfið, með aukningu á HPS innihaldi, minnkaði teygjanleiki og togstyrkur samsettu filmunnar smám saman og lengingin við brot jókst verulega, sem var í samræmi við 3,3. 5 medium and high humidity. Niðurstöður samsettu himnanna með mismunandi samsetningarhlutföll voru í samræmi.
Fyrir hreinar HPS himnur jókst bæði teygjanlegt stuðull og togstyrkur með minnkandi HPS hýdroxýprópýlpróf, sem bendir til þess að hýdroxýprópýlering dregur úr stífni samsettu himnunnar og bæti sveigjanleika þess. Þetta er aðallega vegna þess að með aukningu á hýdroxýprópýlaskiptaprófi eykst vatnssækni HPS og himnauppbyggingin verður lausari, sem er í samræmi við niðurstöðu að brotamærin minnkar með aukningu á skiptingargráðu í litla horninu x- Geislaspróf. However, the elongation at break decreases with the decrease of the substitution degree of HPS hydroxypropyl group, which is mainly because the introduction of hydroxypropyl group into the starch molecule can inhibit the recrystallization of starch. Niðurstöðurnar eru í samræmi við aukningu og lækkun.
Fyrir HPMC/HPS samsettu himnuna með sama efnasambandshlutfalli eykst teygjanlegur stuðull himnuefnisins með lækkun á HPS hýdroxýprópýl útskiptagráðunni og togstyrkur og lenging við brot lækkar báðar með lækkun á útskiptigráðunni. Það er athyglisvert að vélrænni eiginleikar samsettu himnanna eru algjörlega breytilegir eftir blöndunarhlutfalli með mismunandi stigum HPS hýdroxýprópýlskipta. Þetta er aðallega vegna þess að vélrænni eiginleikar samsettu himnunnar eru ekki aðeins fyrir áhrifum af HPS-skiptastigi á himnubyggingu, heldur einnig af samhæfni milli íhlutanna í efnasambandskerfinu. Seigja HPS minnkar með aukningu á hýdroxýprópýl útskiptagráðu, það er hagstæðara að mynda einsleitt efnasamband með því að blanda.
6.3.5 Súrefnisgegndræpi greining á HPMC/HPS samsettum himnum með mismunandi HPS hýdroxýprópýl útskiptagráðum
Oxun af völdum súrefnis er upphafsstigið á margan hátt til að valda matarskemmdum, þannig að ætar samsettar filmur með ákveðna súrefnishindranir geta bætt gæði matvæla og lengt geymsluþol matvæla [108, 364]. Þess vegna var súrefnisflutningshraði HPMC/HPS samsettra himna með mismunandi HPS hýdroxýprópýl útskiptagráðum mældur og eru niðurstöðurnar sýndar á mynd 5-6. Á myndinni má sjá að súrefnisgegndræpi allra hreinna HPS himna er mun lægra en hreinnar HPMC himna, sem gefur til kynna að HPS himnur hafi betri súrefnishindranir en HPMC himna, sem er í samræmi við fyrri niðurstöður. Fyrir hreinar HPS himnur með mismunandi gráður af hýdroxýprópýlskiptingu eykst súrefnisflutningshraði með aukningu á skiptastigi, sem gefur til kynna að svæðið þar sem súrefni gegnsýrir í himnuefni eykst. Þetta er í samræmi við örbyggingargreiningu á dreifingu röntgengeisla með litlum hornum að uppbygging himnunnar verður lausari með aukinni gráðu hýdroxýprópýlskipta, þannig að gegndræpirás súrefnis í himnunni verður stærri og súrefnið í himnunni síast í gegn Eftir því sem svæðið stækkar eykst súrefnisflutningshraði líka smám saman.
Mynd 6-6 Súrefnisgegndræpi HPS/HPMC filma með mismunandi hýdroxýprópýl útskiptastig HPS
Fyrir samsettar himnur með mismunandi HPS hýdroxýprópýl útskiptagráður, minnkar súrefnisflutningshraðinn með aukningu á hýdroxýprópýl útskiptagráðu. Þetta er aðallega vegna þess að í 5:5 blöndunarkerfinu er HPS til í formi dreifðs fasa í lágseigju HPMC samfellda fasanum og seigja HPS minnkar með aukningu á hýdroxýprópýl útskiptagráðu. Því minni sem seigjumunurinn er, því meira sem stuðlar að myndun einsleits efnasambands, því sveigjanlegri er súrefnisgegndræpirásin í himnuefninu og því minni er súrefnisflutningshraðinn.
6.4 Kaflasamantekt
Í þessum kafla voru HPMC/HPS ætar samsettar kvikmyndir útbúnar með því að steypa HPS og HPMC með mismunandi stigum hýdroxýprópýlskipta og bæta við pólýetýlen glýkóli sem mýkiefni. Áhrif mismunandi HPS hýdroxýprópýlskiptastiga á kristalbyggingu og örlénabyggingu samsettu himnunnar voru rannsökuð með samstillingargeislun með litlum hornum röntgengeisladreifingartækni. Áhrif mismunandi HPS hýdroxýprópýlskiptastiga á varmastöðugleika, vélræna eiginleika og súrefnisgegndræpi samsettra himna og lögmál þeirra voru rannsökuð með hitaþyngdarmælingum, vélrænni eiginleikaprófara og súrefnisgegndræpiprófara. Helstu niðurstöður eru sem hér segir:
- Fyrir HPMC/HPS samsettu himnuna með sama blöndunarhlutfalli, með aukningu á hýdroxýprópýl útskiptagráðu, minnkar kristöllunarhámarksflatarmálið sem samsvarar HPS við 5.30, en kristöllunarhámarksflatarmálið sem samsvarar HPMC við 7.70 breytist ekki mikið, sem gefur til kynna að Hýdroxýprópýlering sterkju getur hindrað endurkristöllun sterkju í samsettu kvikmyndinni.
- Samanborið við hreinar efnishimnur HPMC og HPS, minnka kristöllunartoppsvæði HPS (5,30) og HPMC (7,70) samsettu himnanna, sem gefur til kynna að með samsetningu þessara tveggja geta bæði HPMC og HPS verið áhrifarík í samsettu himnurnar. Endurkristöllun annars efnisþáttar gegnir ákveðnu hamlandi hlutverki.
- Allar HPMC/HPS samsettar himnur sýndu sjálfslíka massabrotabyggingu. Fyrir samsettar himnur með sama hlutfalli efnasambanda minnkaði þéttleiki himnuefnisins marktækt með aukningu á hýdroxýprópýlskiptigráðu; lág HPS hýdroxýprópýl útskipti. Þéttleiki samsetta himnuefnisins er verulega lægri en tvíhreins efnisins, á meðan þéttleiki samsetta himnuefnisins með háa HPS hýdroxýprópýl útskiptagráðu er hærri en hreinu HPS himnunnar, sem er aðallega vegna þess að þéttleiki samsetta himnuefnisins hefur áhrif á sama tíma. Áhrif HPS hýdroxýprópýleringar á minnkun á bindingu fjölliða hluta og samhæfni milli tveggja þátta efnasambandakerfisins.
- Hýdroxýprópýlering HPS getur dregið úr varmastöðugleika HPMC/HPS samsettra kvikmynda og hitastig niðurbrots hitastigs samsettra kvikmynda færist yfir á lághitasvæðið með aukningu á hýdroxýprópýl útskiptagráðu, sem er vegna þess að hýdroxýprópýl hópurinn í sterkju sameindum. Kynningin dregur úr samspili sameindahluta og hindrar skipulega endurröðun sameinda.
- Teygjustuðull og togstyrkur hreinnar HPS himnu minnkaði með aukningu á HPS hýdroxýprópýl útskiptagráðu, en lenging við brot jókst. Þetta er aðallega vegna þess að hýdroxýprópýlering hindrar endurkristöllun sterkju og gerir samsetta kvikmyndina lausari uppbyggingu.
- Teygjustuðull HPMC/HPS samsettrar filmu minnkaði með aukningu á HPS hýdroxýprópýl útskiptagráðu, en togstyrkur og lenging við brot jókst, vegna þess að vélrænni eiginleikar samsettu filmunnar voru ekki fyrir áhrifum af HPS hýdroxýprópýl útskiptagráðunni. Til viðbótar við áhrifin af er það einnig fyrir áhrifum af eindrægni tveggja íhluta efnasambandskerfisins.
- Súrefnisgegndræpi hreins HPS eykst með aukningu á hýdroxýprópýl útskiptagráðu, vegna þess að hýdroxýprópýlering dregur úr þéttleika HPS myndlauss svæðis og eykur flatarmál súrefnis gegndræpis í himnunni; HPMC/HPS samsett himna Súrefnisgegndræpi minnkar með aukningu á hýdroxýprópýl staðgöngustigi, sem er aðallega vegna þess að ofhýdroxýprópýlerað HPS hefur betri samhæfni við HPMC, sem leiðir til aukinnar tortuosity á súrefnis gegndræpi rásarinnar í samsettu himnunni. Minnkað súrefnisgegndræpi.
Ofangreindar tilraunaniðurstöður sýna að stórsæir eiginleikar eins og vélrænir eiginleikar, hitastöðugleiki og súrefnisgegndræpi samsettra himna HPMC/HPS eru nátengdir innri kristalla uppbyggingu þeirra og formlausu svæðisskipulagi, sem eru ekki aðeins fyrir áhrifum af HPS hýdroxýprópýlskiptum, heldur einnig við flókið. Áhrif tveggja þátta samhæfni bindilkerfa.
Niðurstaða og horfur
- Niðurstaða
Í þessari grein eru varma hlaupið HPMC og kalt hlaupið HPS blandað saman og HPMC/HPS kalt og heitt hlaup efnasambandskerfið er smíðað. Styrkur lausnar, blöndunarhlutfall og klippingaráhrif á efnasambandskerfið eru kerfisbundið rannsakað áhrif gigtfræðilegra eiginleika eins og seigju, flæðisstuðuls og tíkótrópíu, ásamt vélrænum eiginleikum, kraftmiklum hitaeiginleikum, súrefnisgegndræpi, ljósgjafaeiginleikum og hitastöðugleika. samsettar filmur unnar með steypuaðferð. Alhliða eiginleikar og joðvínslitun samhæfni, fasaskipti og fasaformgerð samsetta kerfisins voru rannsökuð með sjónsmásjá og sambandið milli smábyggingar og stórsæislegra eiginleika HPMC/HPS var staðfest. Til þess að stjórna eiginleikum samsettra efna með því að stjórna fasabyggingu og samhæfni HPMC/HPS samsettu kerfisins í samræmi við sambandið á milli stórsæja eiginleika og smágerða uppbyggingu HPMC/HPS samsettu kerfisins. Með því að rannsaka áhrif efnafræðilega breytts HPS með mismunandi stigum á gigtareiginleika, hlaupeiginleika, örbyggingu og stórsæja eiginleika himna, var sambandið milli smábyggingar og stórsæislegra eiginleika HPMC/HPS kalt og heitt öfugt hlaupkerfis könnuð frekar. Sambandið á milli þessara tveggja, og eðlislíkan var komið á til að skýra hlaupunarbúnaðinn og áhrifaþætti þess og lögmál kalda og heita hlaupsins í efnasambandskerfinu. Viðeigandi rannsóknir hafa dregið eftirfarandi ályktanir.
- Breyting á blöndunarhlutfalli HPMC/HPS efnasambandakerfisins getur verulega bætt rheological eiginleika eins og seigju, vökva og tíkótrópíu HPMC við lágt hitastig. Sambandið milli gigtareiginleika og örbyggingar efnasambandakerfisins var rannsakað frekar. Sérstakar niðurstöður eru sem hér segir:
(1) Við lágan hita er efnasambandskerfið stöðugt fasa-dreifður fasa „sjó-eyjar“ uppbygging og stöðug fasa umskipti eiga sér stað við 4: 6 með lækkun á HPMC/HPS efnasambandshlutfalli. Þegar blöndunarhlutfallið er hátt (meira HPMC innihald), er HPMC með lága seigju samfelldi fasinn og HPS er dreifði fasinn. Fyrir HPMC/HPS efnasambandskerfið, þegar lágt-seigjuhlutinn er stöðugur fasinn og há-seigjaþátturinn er stöðugur áfangi, er framlag stöðugs fasa seigju til seigju efnasambandsins verulega frábrugðið. Þegar HPMC með litla seigjuna er samfelldur áfangi endurspeglar seigja efnasambandskerfisins aðallega framlag stöðugs fasa seigju; Þegar HPS-seigja HPS er samfelldur áfangi mun HPMC sem dreifður fasinn draga úr seigju háu seigju HPS. áhrif. Með aukningu á HPS-innihaldi og lausnarstyrk í efnasambandakerfinu jókst seigju- og skúfþynningarfyrirbæri efnasambandskerfisins smám saman, vökvastigið minnkaði og fastmótalík hegðun efnasambandskerfisins jókst. Seigja og tíxotropy HPMC eru í jafnvægi með samsetningunni með HPS.
(2) Fyrir 5:5 blöndunarkerfi geta HPMC og HPS myndað samfellda fasa við lágt og hátt hitastig, í sömu röð. Þessi fasabyggingarbreyting getur haft veruleg áhrif á flókna seigju, seigjaeiginleika, tíðniháð og hlaup eiginleika flókna hlaupsins. Sem dreifðir fasar geta HPMC og HPS ákvarðað gigtareiginleika og hlaupeiginleika HPMC/HPS efnasambandskerfa við háan og lágan hita, í sömu röð. Viskóteygjuferlar HPMC/HPS samsettra sýna voru í samræmi við HPS við lágan hita og HPMC við háan hita.
(3) Sambandið milli smíði, gigtfræðilega eiginleika og hlaup eiginleika HPMC/HPS samsettra kerfisins var komið á. Bæði skyndilega breytingin á seigjuferli samsetta kerfisins og tan delta toppurinn í tapstuðlaferlinum koma fram við 45 °C, sem er í samræmi við samsamfellda fasa fyrirbærið sem sést í smásjá (við 45 °C).
- Með því að rannsaka örbyggingu og vélræna eiginleika, kraftmikla varmavélræna eiginleika, ljósgeislun, súrefnisgegndræpi og varmastöðugleika samsettu himnanna sem eru unnar með mismunandi blöndunarhlutföllum og lausnarstyrk, ásamt joðlitunar ljóssmásjártækni, rannsóknir Fasaformgerð, fasaskipti og eindrægni fléttanna voru rannsökuð og tengsl milli örbyggingar og stórsæislegra eiginleika fléttanna komu í ljós. Sérstakar niðurstöður eru sem hér segir:
(1) Það er ekkert augljóst tveggja fasa tengi í SEM myndum af samsettum filmum með mismunandi samsetningarhlutföllum. Flestar samsettu filmurnar hafa aðeins einn glerbreytingarpunkt í DMA niðurstöðunum og flestar samsettu filmurnar hafa aðeins einn hitauppstreymistopp í DTG kúrfunni. Þetta samanlagt gefur til kynna að HPMC hafi ákveðna samhæfni við HPS.
(2) Hlutfallsleg rakastig hefur veruleg áhrif á vélrænni eiginleika HPMC/HPS samsettra kvikmynda og hversu áhrif þess eykst með aukningu á HPS innihaldi. Við lægra hlutfallslegan raka jókst bæði teygjustuðull og togstyrkur samsettu filmanna með aukningu á HPS innihaldi og roflenging samsettu filmanna var marktækt minni en hreinu íhlutafilmanna. Með aukningu á hlutfallslegum raka minnkaði teygjustuðull og togstyrkur samsettu filmunnar og lengingin við brot jókst verulega og sambandið milli vélrænna eiginleika samsettu filmunnar og samsetningarhlutfallsins sýndi algjörlega andstæða breytingamynstur undir mismunandi hlutfallslegur raki. Vélrænni eiginleikar samsettra himna með mismunandi blöndunarhlutföllum sýna skurðpunkt við mismunandi hlutfallslegan rakaskilyrði, sem gefur möguleika á að hámarka afköst vörunnar í samræmi við mismunandi notkunarkröfur.
(3) Sambandið milli örbyggingar, fasaskipta, gagnsæis og vélrænna eiginleika HPMC/HPS samsetta kerfisins var komið á. a. Lægsti gagnsæispunktur efnasambandskerfisins er í samræmi við fasaskiptapunkt HPMC frá samfellda fasanum í dreifða fasann og lágmarkspunktinn á minnkun togstuðulsins. b. Young's stuðullinn og lenging við brot minnkar með aukningu á styrk lausnar, sem er orsakatengt formfræðilegri breytingu á HPMC úr samfelldum fasa í dreifðan fasa í efnasambandskerfinu.
(4) Viðbót á HPS eykur sveiflukennd súrefnisgegndrættisrásarinnar í samsettu himnunni, dregur verulega úr súrefnisgegndræpi himnunnar og bætir súrefnishindrun árangur HPMC himnunnar.
- Áhrif HPS efnabreytinga á rheological eiginleika samsetta kerfisins og alhliða eiginleika samsettu himnunnar eins og kristalbyggingu, formlaus svæðisbygging, vélrænni eiginleikar, súrefnisgegndræpi og hitastöðugleiki voru rannsökuð. Sérstakar niðurstöður eru sem hér segir:
(1) Hýdroxýprópýlering HPS getur dregið úr seigju efnasambandskerfisins við lágt hitastig, bætt vökva efnasambandslausnarinnar og dregið úr fyrirbæri klippingarþynningar; Hýdroxýprópýlering HPS getur þrengt línulega viscoelastic svæði efnasambandsins, dregið úr fasa umbreytingarhitastigi HPMC/HPS efnasambandsins og bætt fastlíkt hegðun efnasambandsins við lágan hita og vökva við háan hita.
(2) The hydroxypropylation of HPS and the improvement of the compatibility of the two components can significantly inhibit the recrystallization of starch in the membrane, and promote the formation of a looser self-similar structure in the composite membrane. Innleiðing fyrirferðarmikilla hýdroxýprópýlhópa á sameindakeðju sterkju takmarkar gagnkvæma bindingu og skipulega endurröðun HPS sameindahluta, sem leiðir til myndunar á lausari sjálfslíkri uppbyggingu HPS. Fyrir flókna kerfið gerir aukning á gráðu hýdroxýprópýlskiptingar keðjulíkum HPMC sameindum kleift að komast inn í lausa holasvæði HPS, sem bætir samhæfni flókna kerfisins og bætir þéttleika sjálfslíkrar uppbyggingu HPS. Samhæfni efnasambandakerfisins eykst með aukningu á útskiptagráðu hýdroxýprópýlhóps, sem er í samræmi við niðurstöður gigtfræðilegra eiginleika.
(3) Stórsæir eiginleikar eins og vélrænir eiginleikar, hitastöðugleiki og súrefnisgegndræpi samsettra himnu HPMC/HPS eru nátengdir innri kristalla uppbyggingu þess og formlausu svæðisskipulagi. Sameinuð áhrif tveggja áhrifa af samhæfni íhlutanna tveggja.
- Með því að rannsaka áhrif lausnarstyrks, hitastigs og efnafræðilegrar breytinga á HPS á gigtfræðilega eiginleika efnasambandskerfisins var fjallað um gelunarbúnað HPMC/HPS kaldhita andhverfu hlaupasambandskerfisins. The specific results are as follows:
(1) Það er mikilvægur styrkur (8%) í efnasambandakerfinu, undir mikilvægum styrk, HPMC og HPS eru til í sjálfstæðum sameindakeðjum og fasasvæðum; þegar mikilvægum styrk er náð myndast HPS fasinn í lausninni sem þéttiefni. Hlaupstöðin er míkrógeluppbygging tengd með samtengingu HPMC sameindakeðja; yfir mikilvæga styrkleikanum er samtengingin flóknari og víxlverkunin sterkari og lausnin sýnir svipaða hegðun og fjölliðabráð.
(2) Flókna kerfið hefur umbreytingarpunkt samfellda fasa með breytingu á hitastigi, sem tengist hlauphegðun HPMC og HPS í flókna kerfinu. Við lágt hitastig er seigja HPMC verulega lægri en HPS, þannig að HPMC myndar samfelldan fasa sem umlykur háseigju HPS hlaupfasans. Á jaðri fasanna tveggja missa hýdroxýlhóparnir á HPMC keðjunni hluta af bindivatni sínu og mynda millisameinda vetnistengi við HPS sameindakeðjuna. Við hitunarferlið hreyfðust HPS sameindakeðjurnar vegna þess að þær gleypa nægilega orku og mynduðu vetnistengi við vatnssameindir, sem leiddi til þess að hlaupbyggingin rofnaði. Á sama tíma eyðilögðust vatnsbúrið og vatnsskeljarbyggingarnar á HPMC keðjunum og brotnuðu smám saman til að afhjúpa vatnssækna hópa og vatnsfælin klasa. Við háan hita myndar HPMC hlaupnetsbyggingu vegna millisameinda vetnistengja og vatnsfælna tengsla, og verður þannig dreifður fasi með mikilli seigju sem er dreift í HPS samfellda fasa handahófskenndra spóla.
(3) Með aukningu á hýdroxýprópýlskiptastigi HPS batnar eindrægni HPMC/HPS efnasambandakerfisins og fasaskiptahitastigið í efnasambandskerfinu færist í lágan hita. Með aukningu á hýdroxýprópýlaskiptaprófi eru fleiri teygð helical brot í HPS lausninni, sem geta myndað fleiri milliverkanir vetnistengi með HPMC sameindakeðjunni við mörk tveggja áfanga og myndar þannig samræmdari uppbyggingu. Hýdroxýprópýlering dregur úr seigju sterkju, þannig að seigju munurinn á HPMC og HPS í efnasambandinu er þrengdur, sem er til þess fallinn hitastigssvæði.
2. Nýsköpunarpunktar
1. Hannaðu og smíðaðu HPMC/HPS kalt og heitt öfugfasa hlaupefnasambandskerfið og rannsakaðu kerfisbundið einstaka gigtareiginleika þessa kerfis, sérstaklega styrk efnasambandslausnar, hlutfall efnasambanda, hitastig og efnafræðilegar breytingar á íhlutum. Áhrifalögmál gigtareiginleika, hlaupeiginleika og eindrægni efnasambandakerfisins voru rannsökuð frekar og fasaformgerð og fasaskipti efnasambandakerfisins voru rannsökuð frekar ásamt athugun á ljóssmásjánni til litunar joðs og örgerðarinnar. uppbygging efnasambandskerfisins var komið á- Rheological eiginleikar-gel eiginleika samband. Í fyrsta skipti var Arrhenius líkanið notað til að passa við hlaupmyndunarlögmál kalda og heita öfugfasa samsettra gelanna á mismunandi hitasviðum.
2. Fasa dreifing, fasaskipti og eindrægni HPMC / HPS samsetts kerfis komu fram með joð litun ljóssmásjá greiningartækni, og gagnsæi-vélrænni eiginleikar voru staðfestir með því að sameina sjón eiginleika og vélrænni eiginleika samsettra kvikmynda. Tengsl milli smábyggingar og stórsæislegra eiginleika eins og eiginleika-fasa formgerð og styrkur-vélrænir eiginleikar-fasa formgerð. Það er í fyrsta sinn sem beint er að fylgjast með breytingum á fasaformfræði þessa efnasambanda kerfis með samsetningarhlutfalli, hitastigi og styrk, sérstaklega aðstæðum við fasaskipti og áhrif fasaskipta á eiginleika efnasambandskerfisins.
3. The crystalline structure and amorphous structure of composite membranes with different HPS hydroxypropyl substitution degrees were studied by SAXS, and the gelation mechanism and influence of composite gels were discussed in combination with rheological results and macroscopic properties such as oxygen permeability of composite membranes. Þættir og lögmál, það kom í ljós í fyrsta skipti að seigja samsetta kerfisins tengist þéttleika sjálfslíkrar byggingar í samsettu himnunni og ákvarðar beint stórsæja eiginleika eins og súrefnisgegndræpi og vélrænni eiginleika samsettu efnisins. himnu, og kemur á fót rheological eiginleika-örbyggingu-himnu sambandi milli efniseiginleika.
3. Horfur
Undanfarin ár hefur þróun á öruggum og ætum matvælaumbúðum með endurnýjanlegum náttúrulegum fjölliðum sem hráefni orðið að rannsóknarsvæði á sviði matvælaumbúða. Í þessari grein er náttúrulegt fjölsykra notað sem aðalhráefni. Með því að blanda saman HPMC og HPS minnkar kostnaður við hráefni, vinnsluárangur HPMC við lágan hita er bættur og súrefnishindrun árangur samsettu himnunnar er bættur. Með samsetningu gigtargreiningar, joðlitunar sjónsmásjárgreiningar og samsettrar filmu örbyggingar og alhliða frammistöðugreiningar, var fasaformgerð, fasaskipti, fasaaðskilnaður og samhæfni kald-heita öfugfasa hlaupsamsettu kerfisins rannsakað. Samband smíði og fjölþjóðlegra eiginleika samsettu kerfisins var komið á. Í samræmi við sambandið milli stórsæislegra eiginleika og örformfræðilegrar uppbyggingar HPMC/HPS samsetts kerfis er hægt að stjórna fasa uppbyggingu og samhæfni samsetta kerfisins til að stjórna samsettu efninu. Rannsóknirnar í þessari grein hafa mikilvæga leiðbeinandi þýðingu fyrir raunverulegt framleiðsluferli; Fjallað er um myndunarferli, áhrifaþætti og lögmál köldu og heitu öfugu samsettra gela, sem er svipað samsett kerfi af köldum og heitum öfugum hlaupum. Rannsóknir þessarar greinar bjóða upp á fræðilegt líkan til að veita fræðilegar leiðbeiningar um þróun og beitingu sérstaks hitastýrðs snjallefna. Rannsóknarniðurstöður þessarar greinar hafa gott fræðilegt gildi. Rannsóknir þessarar greinar fela í sér skurðpunkta fæðu, efnis, hlaups og efnablöndu og annarra greina. Vegna takmarkana á tíma og rannsóknaraðferðum hafa rannsóknir á þessu efni enn mörgum óunnnum stigum, sem hægt er að dýpka og bæta frá eftirfarandi þáttum. stækka:
Fræðilegir þættir:
- Til að kanna áhrif mismunandi keðjugreinarhlutfalla, mólþunga og afbrigða af HPS á gigtfræðilega eiginleika, himnureiginleika, fasa formgerð og eindrægni efnasambandsins og til að kanna lög um áhrif þess á hlaupmyndun efnasambandsins kerfi.
- Rannsakaðu áhrif HPMC hýdroxýprópýlskiptastigs, metoxýlskiptastigs, mólþunga og uppruna á gigtareiginleika, hlaupeiginleika, himnueiginleika og kerfissamhæfi efnasambandskerfisins og greina áhrif HPMC efnabreytinga á þéttingu efnasambanda. Áhrifareglu um hlaupmyndunarkerfi.
- Rannsakuð voru áhrif salts, pH, mýkingarefnis, krosstengiefna, bakteríudrepandi efna og annarra efnasambanda á gigtareiginleika, hlaupeiginleika, himnubyggingu og eiginleika og lögmál þeirra.
Umsókn:
- Optimize the formula for the packaging application of seasoning packets, vegetable packets and solid soups, and study the preservation effect of seasonings, vegetables and soups during the storage period, the mechanical properties of materials, and the changes in product performance when subjected to external forces , og Vatnsleysni og hreinlætisvísitala efnisins. Það er einnig hægt að nota á kornað matvæli eins og kaffi og mjólkurte, sem og ætar umbúðir fyrir kökur, osta, eftirrétti og annan mat.
- Fínstilltu formúluhönnunina fyrir notkun grasalyfjahylkja, rannsakaðu frekar vinnsluskilyrði og ákjósanlegt val á hjálparefnum og undirbúið holar hylkisafurðir. Eðlisfræðilegir og efnafræðilegir vísbendingar eins og brotleiki, sundrunartími, þungmálmainnihald og örveruinnihald voru prófaðir.
- For the fresh-keeping application of fruits and vegetables, meat products, etc., according to the different processing methods of spraying, dipping, and painting, select the appropriate formula, and study the rotten fruit rate, moisture loss, nutrient consumption, hardness af grænmeti eftir pökkun á geymslutímanum, gljáa og bragð og aðrar vísbendingar; litur, pH, TVB-N gildi, þíóbarbítúrsýra og fjöldi örvera kjötvara eftir umbúðir.
Birtingartími: 17. október 2022